Question

17．在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，小芳用如圖所示的滑輪分別做了3組實驗，實驗數據記錄如下：

序號	鉤碼重/N	鉤碼上升的距離/cm	彈簧測力計的示數/N	彈簧測力計上升的距離/cm	機械效率/%
1	2	5	1	15	66.7
2	3	5	1.4	15	71.7
3	4	5		15

（1）在實驗操作中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計；
（2）進行第3次測量時，彈簧測力計示數為1.6N；機械效率約為83.3%（保留三位有效數字）；
（3）分析實驗數據，小芳得出的實驗結論是：使用同一滑輪組提升不同重物，增加物重可以提高機械效率；
（4）第①次實驗時，鉤碼上升的速度為0.05m/s，則拉力的功率為0.24W．

Answer 1

分析 （1）在實驗操作中應勻速豎直向上該拉動彈簧測力計；
（2）根據測力計分度值讀數；根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求機械效率；
（3）比較1、2、3數據找出相同的量和不同的量，分析機械效率與變化量的關系；
（4）由v_自=nv_物求繩子移動的速度，根據P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求拉力的功率．

解答 解：（1）在實驗操作中應勻速豎直向上該拉動彈簧測力計，此時系統處于平衡狀態，拉力才等于測力計示數；
（2）進行第3次測量時，測力計分度值為0.2N，彈簧測力計示數為1.6N；
機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.05m}{1.6N×0.15m}$≈83.3%；
（3）分析實驗數據1、2、3，小芳得出的實驗結論是：使用同一滑輪組提升不同重物，增加物重可以提高機械效率；
（4）第①次實驗時，鉤碼上升的速度為0.05m/s，因繩子的有效段數為3，根據s=nh，可知繩子自由端的速度：
v_自=nv_物=3×0.05m/s=0.15m/s，拉力的功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1.6N×0.15m/s=0.24W．
故答案為：（1）勻速豎直向上；（2）1.6；83.3；（3）增加物重；（4）0.24．

點評 本題探究影響滑輪組機械效率的因素，考查注意事項、機械效率的計算、測力計讀數、影響機械效率的因素及功率的計算．