Question

7．在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數據如下表：

物理量 次數	鉤碼總重G/N	鉤碼上升的高度h/m	測力計示數F/N	測力計移動距離s/m	機械效率　η
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在實驗中，測繩端拉力F時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數；
（2）第1次實驗測得的機械效率為74%．（結果保留兩位有效數字）
（3）分析表中數據可知：第2次實驗是用b圖做的；第4次實驗是用c圖做的．（選填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次實驗數據可知：使用同一滑輪組，被提升物體越重，滑輪組的機械效率越高；
（5）分析第1、3次實驗數據可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機械效率越低．
（6）分析第3、4次實驗數據可知：滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，測繩端拉力F時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計；
（2）根據η₁=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求機械效率；
（3）根據繩子自由端的移動的距離與物體升高的高度的關系s=nh，繩子有效段數：n=$\frac{s}{h}$確定實驗所用的裝置；
（4）（6）縱向比較表中數據，分析相同的量和變化量，得出機械效率與變化量的關系；
（5）研究機械效率與動滑輪個數的關系，要使用不同的滑輪組，提升相同的重物，據此回答；

解答 解：（1）在實驗中，測繩端拉力F時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，此時系統處于平衡狀態，測力計示數等于拉力大小，且在拉動過程中讀數；
（2）第1次實驗測得的機械效率為：
η₁=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{4.8N×0.3m}$×100%≈74%
（3）根據繩子自由端的移動的距離與物體升高的高度的關系s=nh，繩子有效段數：n=$\frac{s}{h}$，故分析表中數據可知：第2次實驗繩子的有效段數：
n₂=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，因G=6N，第2次實驗是用b圖做的；
第4次實驗繩子的有效段數：
n₄=$\frac{1.0m}{0.2m}$=5，（同理，第3次實驗繩子的有效段數為5），第4次實驗是用b圖做的；
（4）分析第1、2次實驗數據可知：使用同一滑輪組，被提升物體越重，滑輪組的機械效率越高；
（5）因使用不同的滑輪組，提升相同的重物，故分析第1、3次實驗數據可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機械效率越低．
（6）分析第3、4次實驗數據可知：使用同一滑輪組，物體提升的高度不同，但機械效率相同，故滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．
故答案為：（1）勻速；（2）74%；（3）b、c；（4）高；（5）1、3；（6）無關．

點評 本題測量滑輪組機械效率，考查注意事項、效率的計算、繩子有效段數的判斷、影響機械效率的因素及分析數據的能力．