Question

3．在“测量滑轮组的机械效率”实验时，小明利用如图甲、乙两组不同的滑轮组进行了5次测量，测得数据如表所示．
（1）表格中前四组数据是用图甲滑轮组测出的，在图甲中画出实验时滑轮组的绕绳方法．

实验次数	动滑轮重 G动/N	钩码重 G/N	钩码上升高度 h/m	绳自由端 拉力F/N	绳自由端 移动距离s/m	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

（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计．
（3）表格中编号①数据应为66.7；根据图乙中测力计可知编号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（选填“有关”或“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）由表中第1、2组数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮质量越大），绳子与滑轮间的摩擦力越大，滑轮组的机械效率越低（选填“越高”、“不变”或“越低”）．
（7）有同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”，你认为这句话是错误的（选填“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．

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；
（3）根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$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）同一个机械，额外功基本上不变，当提升的物体重力变化时，有用功在总功中占得比值就变化，机械效率也就变化；
（7）计算出第5组数据与前面的几组机械效率比较，得出结论．

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；
（3）①η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×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）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，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；
（7）由表格中数据知，第5组滑轮组由5段绳子承担物重，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×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．
故答案为：（1）见上图；（2）匀速；（3）66.7；1.6；（4）无关；（5）被提升的物重；（6）1、2；越低；（7）错误；4、5．

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．