Question

6．在“探究滑輪組的機械效率”時，小明利用兩滑輪組進行了5次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測定前4組數據，用二個動滑輪和二個定滑輪得第5組數據，測得數據如表：

實驗次數	動滑輪重G動/N	物重G/N	鉤碼上升高度h/m	動力F/N	動力作用點移動距離s/m	滑輪組的機械效率η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6
2	0.5	1	0.2	0.7	0.6	47.6
3	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6
4	0.5	4	0.1	2	0.3	①
5	1	4	0.1	②	0.5

（1）請根據前四組數據，在圖甲中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法．
（2）實驗中應沿豎直方向勻速（勻速/靜止）拉動彈簧測力計．如果選擇另一種測得的機械效率將偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”）．
（3）表格中編號①處數據應為66.7；根據圖乙中彈簧測力計可知編號②數據應為1.6N．
（4）由表中第1、2組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．
（5）由表中第3、4組數據可知，同一滑輪組的機械效率與摩擦和被提升的物重有關．
（6）有的同學認為：“機械越省力，它的機械效率越高”．你認為這句話是錯誤的（填“正確”或“錯誤”）．你是用小明收集的數據中4、5兩組數據對比分析來判斷的．

Answer 1

分析 （1）根據h與s的關系（s=nh）結合表格中數據判斷承擔物重的繩子段數，然后繞線；
（2）為準確地測出拉力，需豎直向上勻速拉動測力計；根據額外功的多少判定機械效率的變化；
（3）根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%計算①的機械效率；進行②的讀數時，注意測力計的分度值；
（4）分析機械效率的變化及前面物理量的變化得出結論，機械效率與物體被提升的高度無關；
（5）分析3、4中機械效率和物理量的變化，得出機械效率與被提升的物重之間的關系；
（6）計算出第5組數據與前面的幾組機械效率比較，得出結論．

解答 解：（1）由前4組實驗數據知，s=3h，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，因此應從動滑輪繞起，如圖所示：
；
（2）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，這樣才能準確測出拉力的值；如果選擇另一種進行測量，由于動滑輪的個數增加，所做的額外功變大，在有用功不變的情況下，機械效率會變小；
（3）①η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
②由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以其示數為1.6N；
（4）第1、2組數據，動滑輪重、鉤碼重相同，鉤碼被提升的高度不同，機械效率相同，可知同一滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關；
（5）第3、4組數據，動滑輪、鉤碼被提升的高度相同，被提升的鉤碼重不同，機械效率不同，可知同一滑輪組的機械效率與摩擦和被提升的物重有關；
（6）由表格中數據知，第5組滑輪組由5段繩子承擔物重，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×100%=50%；
由計算知，第五組比第四組滑輪組省力，但機械效率更低，所以“機械越省力，它的機械效率越高”的說法不正確．
故答案為：（1）見上圖；（2）勻速；偏小；（3）66.7；1.6；（4）物體被提升的高度；（5）被提升的物重；（6）錯誤；4、5．

點評 此題是“探究滑輪組的機械效率”實驗，考查了滑輪組機械效率的計算，根據數據分析影響滑輪組效率的因素，同時考查了有關滑輪組的組裝及測力計的讀數問題，要細心分析每一個問題．