Question

11．在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小麗用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3次實驗，實驗數據記錄如表：

實驗 次數	鉤碼所受的 重力G/N	提升高度 h/m	拉力 F/N	繩端移動的 距離s/m	機械效率 η
1	2	0.05	1.0	0.15	66.7%
2	4	0.05	1.7	0.15	78.4%
3	6	0.05	①	0.15	②

（1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼升高．
（2）表格中編號①處數據應為2.4，編號②處數據應為83.3%．
（3）分析以上實驗數據可以得出如下結論：同一滑輪組的機械效率主要與提起物體受到的重力有關．
（4）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計摩擦及繩重，提升相同的物體時，滑輪組的機械效率不變（選填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）在實驗中要豎直向上緩慢、勻速拉動測力計．
（2）由圖示測力計確定其分度值，讀出其示數；根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出滑輪組的機械效率．
（3）實驗中提升鉤碼的重力不同，機械效率也不同，因此研究的是機械效率與提升鉤碼重力的關系．
（4）在不計摩擦及繩重情況下，有用功就是提升重物所做的功，額外功就是提升動滑輪所做的功，根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$進行分析．

解答 解：（1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，測力計示數穩定，便于讀數；
（2）由圖知，測力計的分度值為0.2N，測力計示數為2.4N；
第3次實驗中，滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%；
（3）實驗選用的是同一滑輪組，動滑輪的重力不變；由表中實驗數據可知，同一滑輪組提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高，所以同一滑輪組的機械效率主要與提起物體的重力有關．
（4）若將此滑輪組換一種繞繩方法，動滑輪的重不變，不計摩擦及繩重，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$可知，提升相同的物體時，滑輪組的機械效率不變．
故答案為：（1）勻速；（2）2.4；83.3%；（3）提起物體受到的重力；（4）不變．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率，主要考查了有關機械效率的計算及影響滑輪組機械效率的因素，要理解并熟記．