Question

小強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
l	4	0.1	2.0	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，應盡量豎直向上    拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數．
（2）第1次實驗拉力做的總功是    J，滑輪組做的有用功是    J，滑輪組的機械效率η=    （結果保留三位有效數字）．
（3）第3次實驗所用裝置是     （選填“a”、“b”或“c”）．
（4）分析第    次實驗數據可知（選填實驗序號）：動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關．
（5）分析第1、2次實驗數據可知：使用同一滑輪組，    可以提高滑輪組的機械效率；
（6）分析第3、4次實驗數據可知，滑輪組的機械效率與    無關．

Answer 1

【答案】分析：（1）在實驗中，要正確測量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動測力計．
（2）由功的計算公式求出有用功與總功，然后由效率公式求出滑輪組效率．
（3）根據鉤碼上升高度與測力計移動距離間的關系，求出承重繩子的股數，然后確定所選用的裝置．
（4）探究動滑輪的機械效率與滑輪自重的關系，應控制其它量相等而滑輪自重不同，即動滑輪個數不同，分析圖示實驗，找出符合要求的實驗序號．
（5）分析1、2兩次實驗數據，根據實驗數據得出結論．
（6）分析3、4兩次實驗數據，然后得出實驗結論．
解答：解：（1）在測繩端拉力時，需豎直向上勻速拉動測力計．
（2）由表中實驗數據可知，第一次實驗，有用功W_有用=Gh=4N×0.1m=0.4J，
總功W_總=Fs=2N×0.3m=0.6J，滑輪組效率η==≈66.7%；
（3）由數據知第3次實驗中，s為h的5倍，所以滑輪組由5段繩子承擔物重，由圖示可知，第三次實驗所用的裝置是b．
（4）由圖示可知，實驗a、c（或1、3）所提升的重物相同而動滑輪的重力不同，由a、c（或1、3）兩次實驗數據可知：動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關．
（5）分析第1、2次實驗數據可知：使用同一滑輪組，增加物重可以提高滑輪組的機械效率；
（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．
故答案為：（1）勻速；（2）0.6；0.4；66.7%；（3）c；（4）a、c（或1、3）；（5）增加物重；（6）物體被提升的高度．
點評：此題是測量滑輪組的機械效率實驗，主要考查了有關滑輪組機械效率的計算，以及影響滑輪組機械效率的因素：被提升的物重和動滑輪的重力．被提升的物體越重、動滑輪的重力越小，滑輪組的機械效率越高．而滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．