Question

12．某实验小组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．

	1	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	1.6
绳端移动距离s/m	0.3	0.4
机械效率η	74.1%	62.5%

（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用乙（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．
（3）通过第1次实验和第2次实验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（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低（选填“越高”、“不变”或“越低”）．
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验，测力计的示数如图丙所示，表中第3次试验中空缺的数据应为：绳端拉力F=2.4N，绳端移动距离s=0.3m，机械效率η=83.3%．
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．

Answer 1

分析 （1）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
（2）根据物体升高的距离和绳子自由端移动的距离，判断承担物体和动滑轮绳子的段数．通过绳子的段数进行判断；
（3）在不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高；
（4）在进行测力计的读数时，注意测力计的分度值；根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式求出滑轮组效率；
（5）根据实验控制的变量与表中实验数据分析答题．

解答 解：
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；
（2）实验2，物体升高0.1m，绳子自由端移动0.5m，说明物体和动滑轮有5段绳子承担，所以实验2数据是由乙滑轮组进行的；
（3）由实验1和实验3可得：使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以增加物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率；
（4）由丙图知，测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N；
由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验：绳端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m，
机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（5）由表中第1次实验和第3次实验数据可知：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）匀速；（2）乙；（3）越低；（4）2.4；0.3；83.3%；（5）提升的重物越重，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．