Question

13．某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如表所示，實驗裝置如圖所示．

實驗次數	1	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.8	1.6	1.8
繩端移動距離s/m	0.3	0.4
機械效率η	74.1%	62.5%

（1）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計．
（2）通過表中數據可分析出第2次實驗是用乙（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實驗．
（3）通過第1次實驗和第2次實驗的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數越多（動滑輪的質量越大），滑輪組的機械效率越低（選填“越高”、“不變”或“越低”）．
（4）小組同學再用第2次實驗中使用的裝置做第3次試驗，表中第3次實驗中繩端移動距離s漏記，但仍然計算出第3次的機械效率η=83.3%（保留3位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）應豎直勻速拉動測力計，這樣拉力大小不變，彈簧測力計的示數穩定；
（2）根據s=nh確定繩子的股數，判斷是哪一個滑輪組；
（3）比較實驗1和2的條件和機械效率大小，可得出動滑輪個數多少對滑輪組機械效率的影響；
（4）根據表中實驗數據求出繩子移動的距離，應用效率公式求出滑輪組效率．

解答 解：
（1）實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定；
（2）由表中實驗數據可知，根據s=nh，由第2次實驗數據n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.4m}{0.1m}$=4，由圖示滑輪組可知，實驗使用的是乙圖所示裝置做的實驗；
（3）由表中第1次實驗和第2次實驗的數據可知，使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數越多（動滑輪的質量越大），滑輪組的機械效率越低；
（4）由表中第2次實驗數據可知，繩端移動的距離是鉤碼上升高度的4倍，第三次實驗使用同樣的裝置，則第3次實驗：繩端移動距離s=4h；
機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{6N}{4×1.8N}$×100%≈83.3%．
故答案為：（1）勻速；（2）乙；（3）越低；（4）83.3%．

點評 在此實驗中，對滑輪組的分析、機械效率公式的運用是實驗的基礎，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數、提升物體重力等多個量的關系，因此，控制變量法的運用也十分關鍵．