Question

13．某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：

实验 序号	物重 G/N	物体上升的 高度h/cm	测力计的 示数F/N	测力计移动 的距离s/cm	机械效率 η
1	6	3	2.5	9	80%
2	6	5	2.5	15	80%
3	6	8	2.5	24

分析表中数据，回答以下问题：
（1）由表中数据可知，第三次实验中物体上升的高度是8cm．
（2）分析表中数据可知，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关（选填“有关”或“无关”）．
（3）当他用此滑轮组提起10N重的物体时，该滑轮组的机械效率变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）利用如图所示的滑轮组进行实验，如果只允许选择一个测量工具，该测量工具是弹簧测力计．

Answer 1

分析 （1）判断滑轮组绳子的有效段数，根据s=nh可知，根据h=$\frac{s}{n}$求出物体升高的高度；
（2）分析表中不变的和变化的量得出机械效率与变化量的关系；
（3）通过分析有用功、额外功、总功的变化，可判断滑轮组机械效率的变化；
（4）根据滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F×3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%分析．

解答 解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效段数为3，根据s=nh可知，物体升高的高度h=$\frac{s}{n}$=$\frac{24cm}{3}$=8cm；
（2）由表中数据，第3次实验的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.8m}{2.5N×0.24m}$×100%=80%
由表中数据可知，使用同一个滑轮组，当提升相同的重物，提升物体高度的增加时，而机械效率不变，故分析表中数据可知，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（3）在使用同一滑轮组时，增加钩码的重力相当于增大了有用功，而额外功不变，所以根据机械效率的公式可知，其机械效率会增大；
（4）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F×3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%，故利用如图所示的滑轮组进行实验，如果只允许选择一个测量工具，该测量工具是弹簧测力计．
故答案为：（1）8；（2）无关；（3）变大；（4）弹簧测力计．

点评 本题测滑轮组机械效率，考查测量过程所用的测量工具、机械效率的计算、影响机械效率大小的因素及分析数据归纳结论的能力．