Question

10．在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮得第5组数据，测得数据如表：

实验次数	动滑轮重G动/N	物重G/N	钩码上升高度h/m	动力F/N	动力作用点移动距离s/m	滑轮组的机械效率η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6
2	0.5	1	0.2	0.7	0.6	47.6
3	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6
4	0.5	4	0.1	2	0.3	①
5	1	4	0.1	②	0.5

（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计．第3次试验时若在弹簧测力计静止时读数，则所测拉力小于1.1N（选填“大于”、“小于”“等于”）．
（3）表格中编号①处数据应为66.7；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为1.6N．
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关．
（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．你认为这句话是错误的（填“正确”或“错误”）．你是用小明收集的数据中4、5两组数据对比分析来判断的．
（7）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，有时测出的滑轮组机械效率却略有不同，原因不可能是B．
A．滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同        B．钩码被提起的高度不同
C．侧拉力时拉力的方向没有竖直向上        D．侧拉力时没有时测力计匀速上升．

Answer 1

分析 （1）根据h与s的关系（s=nh）结合表格中数据判断承担物重的绳子段数，然后绕线；
（2）为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；
用测力计拉动绳子运动时，要克服摩擦；
（3）根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%计算①的机械效率；
进行②的读数时，注意测力计的分度值；
（4）分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论，机械效率与物体被提升的高度无关；
（5）分析3、4中机械效率和物理量的变化，得出机械效率与被提升的物重之间的关系；
（6）计算出第5组数据与前面的几组机械效率比较，得出结论；
（7）除了动滑轮中和物重外，绳重和摩擦也会影响动滑轮的机械效率．

解答 解：（1）由前4组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示：
；
（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
若在弹簧测力计静止时读数，不用承担运动过程中的摩擦力，则所测拉力小于1.1N；
（3）①η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
②由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；
（4）第1、2组数据，动滑轮重、钩码重相同，钩码被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
（5）第3、4组数据，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关；
（6）由表格中数据知，第5组滑轮组由5段绳子承担物重，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×100%=50%；
由计算知，第五组比第四组滑轮组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法不正确．
（7）除了动滑轮重力和物体重力影响机械效率外，绳重和摩擦也会影响动滑轮的机械效率，A．滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同会影响机械效率；B．钩码被提起的高度不同，不会影响机械效率；CD会造成拉力的测量不同，造成机械效率的不同．由以上分析可知，B不可能．
故答案为：（1）见上图；（2）匀速；小于；（3）66.7；1.6；（4）物体被提升的高度；（5）被提升的物重；（6）错误；4、5；（7）B．

点评 此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及测力计的读数问题，要细心分析每一个问题．