Question

小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

物理量

次数                 钩码总重G/N   钩码上升的高度h/m                 测力计示数F/N       测力计移动距离s/m     机械效率 η

1                      4                      0.1                   1.8                   0.3                  

2                      6                      0.1                   2.4                   0.3                   83%

3                      4                      0.1                   1.4                   0.5                   57%

4                      4                      0.2                   1.4                   1.0                   57%

（1）在实验中，测绳端拉力F 时，应竖直向上　　拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；第1次实验测得的机械效率为　　．

（2）分析表中数据可知：第2次实验是用　　图做的；第4次实验是用　　图做的．（选填“a”、“b”或“c”）

（3）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，　　可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率　　．分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度　　．

（4）若小明在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将　　（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

 

Answer 1

分析：    （1）实验时应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；由表中实验数据，应用功的公式与效率公式可以求出滑轮组效率．

（2）根据物体上升的高度与绳子自由端移动的距离关系、重物重力大小，选择所用的滑轮组．

（3）根据控制变量法的要，分析表中实验数据，然后得出实验结论．

（4）绳重和摩擦不计，若实验时弹簧测力计没有沿竖直方向拉动（拉力变大、s将变小），额外功不变，而有用功不变，总功不变，根据效率公式判断测出的机械效率的变化．

解答：    解：（1）在实验中，测绳端拉力F 时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；

由表中实验数据可知，第一次实验时，W_有用=Gh=4N×0.1m=0.4J，W_总=1.8N×0.3m=0.54J，滑轮组效率η===74%；

（2）由表中实验数据可知，第二次实验时，钩码重力是6N，绳子自由端移动距离是钩码上升高度的3倍，则实验使用的滑轮组是b；

第4次实验，钩码重力是4N，绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的5倍，则实验使用的滑轮组是c．

（3）由表中第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率；

由第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越小．

分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．

（4）弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，有用功不变，额外功不变，总功不变，则滑轮组效率不变．

故答案为：（1）匀速；74%；（2）b；C；（3）增大物体的重力；越小；无关；（4）不变．