Question

实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N．另外还有质量为100g的钩码6个（图中未画出）．小李同学利用该装置分别将400g和600g的钩码匀速提升0.1m和0.2m，分别测出物体被提升的高度h、弹簧测力计的示数F和测力计竖直向上移动的距离s，测得的实验数据如下表（g取10N/kg）．
（1）请根据上述条件及实验数据完成下表（结果保留一位小数）；
（2）根据测量结果，小李同学认为该滑轮组的机械效率与滑轮组提升重物的高度有关系，提升物体高度越高滑轮组的机械效率越高．请你利用所给实验器材证明小李的结论是错误的．（简要写出实验步骤，思路清晰即可）

G/N	h/m	F/N	s/m	η/%
4	0.1	3.2	0.2	62.5
6	0.2	4.5	0.4	66.7

实验步骤：

①用图示滑轮组竖直向匀速提起2个钩码，记下钩码提升是高度h₁，弹簧测力计移动的距离s₁；
②用同一滑轮组提起相同的2个钩码，记下钩码提升是高度h₂，弹簧测力计移动的距离s₂；
③重复步骤②3次，依次记下钩码上升的高度h₃、h₄、h₅与弹簧测力计移动的距离s₃、s₄、s₅；
④求出各次实验时滑轮组的效率，比较各次实验时滑轮组的效率，得出结论．

．

Answer 1

分析：（1）根据表中实验数据，由功的计算公式与效率公式求出滑轮组的效率与物体提升是高度．
（2）要证明“滑轮组的机械效率与滑轮组提升重物的高度有关系”，可以使用同一个滑轮组提升同一重物，改变物体被提升的高度，求出各次实验时，滑轮组的效率，然后得出结论．

解答：解：（1）由表中实验数据可知，滑轮组效率：
η₁=

W1有

W1总

=

G1h1

F1s1

=62.5%；
η₂=

W2有

W2总

=

G2h2

F2s2

=

6N×h2

4.5N×0.4m

=66.7%，
解得：h₂=0.2m；
（2）证明“滑轮组的机械效率与滑轮组提升重物的高度有关系”是错误的实验步骤：
①用图示滑轮组竖直向匀速提起2个钩码，记下钩码提升是高度h₁，弹簧测力计移动的距离s₁；
②用同一滑轮组提起相同的2个钩码，记下钩码提升是高度h₂，弹簧测力计移动的距离s₂；
③重复步骤②3次，依次记下钩码上升的高度h₃、h₄、h₅与弹簧测力计移动的距离s₃、s₄、s₅；
④求出各次实验时滑轮组的效率，比较各次实验时滑轮组的效率，得出结论．
故答案为：（1）62.5；0.2；（2）实验步骤如上所述．

点评：本题考查了求滑轮组效率、钩码上升的高度、实验设计等问题；应用功的计算公式与效率公式可以求出滑轮组的效率与钩码上升的高度；设计实验时注意控制变量法的应用，根据实验目的、正确应用控制变量法即可正确解题．