Question

14．张翰所在的实验小组的同学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．

实验次数 物理量	l	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	1.4	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.5
机械效率η	74%	57%

（1）实验中应匀速拉弹簧测力计，使钩码上升．
（2）通过表中数据可分析出实验1是用甲图做的实验．
（3）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，滑轮组的机械效率低．（选填“高”或“低”）
（4）再用实验①使用的装置图作第③次实验，在表中把实验③的数据补充完整．
（5）对比实验①和实验③可以得出结论使用相同的滑轮组提升重物时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．

Answer 1

分析 （1）为了准确测量拉力，应竖直向上匀速拉动绳端上升；
（2）通过观察承担物重的绳子的段数，再分析表格中s与h的关系，可判断装置；
（3）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；
（4）根据s=nh得出s的大小；
由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$得出机械效率；
（5）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）为了准确测量拉力，实验中应竖直向上匀速拉动测力计；
（2）实验1，绳端移动距离是物体上升高度的3倍，所以由3段绳子承担物重，可知采用甲图做的实验；
（3）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；
（4）甲图由3段绳子承担物重，所以s=3h=3×0.1m=0.3m；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$=83.3%．
（5）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；（2）甲；（3）低；（4）0.3；83.3%；（5）使用相同的滑轮组提升重物时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．

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．