Question

6．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．
（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用乙（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．

实验次数 物理量	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.6	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.4	0.3
机械效率η	74.1%	62.5%

（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低（选填“越高”、“不变”或“越低”）．
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次试验中空缺的数据应为：机械效率η=83.3%．
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，增加提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数；
（2）根据物体升高的距离和绳子自由端移动的距离，判断承担物体和动滑轮绳子的段数．通过绳子的段数进行判断；
（3）比较实验1和2的实验数据和所选装置的不同，根据共同点和不同点得出正确结论；
（4）知道物重、物体升高的距离、拉力、拉力移动的距离，求出有用功、总功和机械效率；
（5）在不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高．

解答 解：
（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
（2）实验2，物体升高0.1m，绳子自由端移动0.4m，说明物体和动滑轮有4段绳子承担，所以实验2数据是由乙滑轮组进行的；
（3）根据表中数据，由n=$\frac{s}{h}$可知，实验1中n=3，实验2中n=4，显然实验1选择甲图进行实验，实验2选择乙图进行实验，并且提升物体的重力相同，实验1的机械效率大于实验2的机械效率，故可得出的结论是：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；
（4）第3次试验的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（5）由实验1和实验3可得：使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以增加物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率．
故答案为：（1）匀速；（2）乙；（3）越低；（4）83.3%；（5）增加提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率．

点评 在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此运用控制变量法进行探究非常关键．