Question

20．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图．

实验次数 物理量	l	2	3
钩码重G/N	4	4	8
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.4	3.0
绳端移动距离s/m	0.3	0.5	0.3
机械效率η	74%	57%	89%

（1）该实验要匀速竖直拉弹簧测力计，实验除图中所画出器材外还需要刻度尺；从表中数据可分析出实验1是用乙图做的实验，实验2是用甲图做的实验．
（2）通过实验1和实验2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（或越重），滑轮组的机械效率越小．
（3）比较实验1和实验3可得结论：使用同一滑轮组，增加被提升重物可以提高滑轮组的机械效率，故用起重机提升重物时，增加被提升重物 可以提高它的机械效率．

Answer 1

分析 （1）只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，弹簧测力计的读数才是不变的，才能更准确地测出拉力的大小．在测定滑轮组机械效率的实验中，要用弹簧测力计测量物重、动滑轮重和拉力的大小，还要用刻度值测量钩码提升的高度和测力计移动的距离；知道三次实验中钩码重、拉力大小、机械效率大小，根据效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求每次n的大小，即承担物重的绳子股数，再去选择；
（2）比较实验1和2的条件和机械效率大小，可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响；
（3）比较实验1和3的条件和机械效率大小，可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响．

解答 解：
（1）为了使拉力大小不变，更准确地测出拉力的大小，实验中用力拉弹簧测力计时应使钩码匀速上升；实验器材除图中所示外，还需要测量钩码提升的高度和测力计移动的距离的刻度尺；
在实验1中，F=1.8N，G=4N，η=74%，
因为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{4N}{1.8N×n}$=74%，
所以n=3，
同理可求，实验2中：n′=4，
由此可知，实验1是用乙装置，实验2是用甲装置做实验；
（2）实验1和2中，提升重物相同，距离相同，只是滑轮组不同，尤其是动滑轮的个数不同，实验2的机械效率低于实验1，因此可得出：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；
（3）实验1和3中，滑轮组相同，实验3提升的重物大于实验1，机械效率也更高，说明：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）匀速竖直；刻度尺；乙；甲；（2）越小；（3）被提升重物；增加被提升重物．

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，控制变量法的运用也十分关键．