Question

10．在“测量滑轮组的机械效率”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得前4组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮（图乙所示）测得第5组数据，测得数据如下表：

实验次数	动滑轮重G动/N	钩码所受的重力G/N	钩码上升高度h/m	拉力F/N	绳端移动距离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	66.7
5	1	4	0.1	1.6	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）表格中空缺处的数据应为50．
（3）实验中，使用的器材除了滑轮组（带绕绳）、钩码、弹簧测力计，还应该有的一个器材是刻度尺．
（4）由表中第1和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物重有关．

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）根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，计算空缺处的机械效率；
（3）根据（2）知需要用弹簧测力计测量拉力和物体的重力，需要用刻度尺测量绳子和钩码上升的高度；
（4）探究同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关时，应改变高度，其他条件都相同；
（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；

解答 解：（1）根据绳子自由端移动的距s与物体升高的高度h的关系可知，实验中前4次实验中，绳子的有效段数为：
n=$\frac{s}{h}$=3，根据“偶定奇动”，先从动滑轮连接，如下所示：

（2）第5次实验的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×100%=50%；
（3）根据（2）知需要用弹簧测力计测量拉力和物体的重力，需要用刻度尺测量绳子和钩码上升的高度，故还缺刻度尺；
（4）探究同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关时，应控制物重和动滑轮重都相同，高度不同，故选1、2两次实验进行比较；
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组，提升物体的重越大，机械效率越高，即同一滑轮组的机械效率与物重有关．
故答案为：（1）见上图；（2）50；（3）刻度尺； （4）1；2；（5）物重．

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．