Question

李明用如圖所示的實驗裝置和質量分別為m₁=50g、m₂=100g、m₃=150g的小鐵塊3個（圖中未畫出）、細線3條．要求利用上述實驗裝置和小鐵塊等設計一個實驗，探究“使用同一滑輪組提升物體時，滑輪組的機械效率與所提升的物體重力大小的關系”，請寫出實驗步驟、畫出實驗數據記錄表．（彈簧測力計的量程為0～5N）

Answer 1

【答案】分析：同一滑輪組，滑輪組的機械效率跟滑輪組提起物體的重、繩重、動滑輪的重、摩擦有關．用實驗來探究這個問題時，要改變提起物體的重，其它量不變．因為滑輪組的機械效果跟物體升高的距離和繩子自由端移動的距離沒有關系，可以控制不變，也可以不進行控制不變．
實驗步驟：按圖示組裝滑輪組；用滑輪組勻速豎直向上提起不同物體時，分別記錄物體質量、拉力、物體升高距離、繩子自由端移動的距離．分別求出機械效率，進行比較．
實驗表格：為了使實驗結論具有普遍性，要進行多次實驗，表格中有實驗次數，要記錄每一個實驗提起物體的質量、重力、拉力、物體升高的距離、繩子自由端移動的距離、有用功、總功、機械效率，所以實驗表格共有9列：次數、質量、重力、物體升高距離、繩子自由端移動的距離、有用功、總功、機械效率．
解答：答：（1）將彈簧測力計調零，按示意圖組裝實驗器材，用細線分別將三個鐵塊系好，并將細線的另一端系一個套．
（2）在滑輪組下掛質量為m₁的鐵塊，用彈簧測力計拉住繩端，豎直向上緩慢勻速拉動，使鐵塊m₁勻速上移一段距離，將繩端移動距離s和鐵塊移動距離h，所掛鉤碼的質量m₁和彈簧測力計的示數F₁分別記錄在表格中．
（3）仿照步驟（2），在滑輪組下分別掛質量為m₂、m₃的鐵塊，進行實驗并記錄s、h，質量m₂、m₃及拉力F₂、F₃等實驗數據；
（4）在滑輪組下分別掛質量為m₄=m₁+m₃、m₅=m₂+m₃、m₆=m₁+m₂+m₃的鐵塊，進行實驗并記錄S、h，質量m₄、m₅、m₆及拉力F₄、F₅、F₆等實驗數據；
（5）利用公式η==，分別計算出六次滑輪組的機械效率η₁、η₂、η₃、η₄、η₅、η₆，并將數據記錄在表格中．
實驗數據記錄表：

實驗次數	m/kg	mg/N	F/N	s/m	h/m	W有/J	W總/J	η
1
2
3
4
5
6

點評：對于設計實驗表格的問題，最近幾年中考中出現頻率比較高．對于學生，這種設計實驗表格來記錄實驗數據的題型，學生解決起來還是比較困難的，要加強訓練．
對于設計表格的問題，一般都有實驗次數，一定有需要測量的量、求出的量，要明確行數和列數，每一個物理量后面都要有單位．