Question

17．在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)利用圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，收集的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重G/N	物體上升 高度h/cm	彈簧測力計(jì) 移動(dòng)距離s/cm
1	6	3	9
2	6	5	15
3	6	18	54

（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：
①如圖甲，第1次實(shí)驗(yàn)測力計(jì)示數(shù)是2.5N；
②第3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是80%；
③滑輪組的機(jī)械效率與提升高度無關(guān)．
（2）如圖乙，小張同學(xué)增加一個(gè)滑輪重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．
①小張多使用一個(gè)滑輪，目的是為了改變力的方向；
②兩位同學(xué)用各自的滑輪組提升相同的重物，繩重及摩擦不計(jì)，兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相同（選填“相同”或“不相同”）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)彈簧測力計(jì)的分度值讀出第1次實(shí)驗(yàn)測力計(jì)示數(shù)；
②圖中滑輪組提升物體的重力不變，則繩子的拉力不變，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；
③再根據(jù)效率公式求出第1次和第2次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率，然后得出滑輪組機(jī)械效率與物體上升的高度關(guān)系；
（2）①由實(shí)驗(yàn)裝置可知，小紅多使用一個(gè)滑輪的目的；
②計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動(dòng)滑輪所做的功．

解答 解：（1）①由圖甲可知，彈簧測力計(jì)的分度值為0.1N，第1次實(shí)驗(yàn)測力計(jì)示數(shù)是2.5N；
②圖中滑輪組提升物體的重力不變，則繩子的拉力不變，即拉力的大小2.5N不變，
第3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.18m}{2.5N×0.54m}$×100%=80%；
③第1次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率：η₁=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{G{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$×100%=$\frac{6N×0.03m}{2.5N×0.09m}$×100%=80%，
第2次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率：η₂=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{G{h}_{2}}{F{s}_{2}}$×100%=$\frac{6N×0.05m}{2.5N×0.15m}$×100%=80%，
三次實(shí)驗(yàn)中其它因素相同，只是物體提升的高度不同，但滑輪組的機(jī)械效率相同，故可得結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與物體提升的高度無關(guān)；
（2）①定滑輪的作用是改變力的方向；
②這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，因?yàn)槲镏睾蛣?dòng)滑輪重相同，由η=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$知，機(jī)械效率相同．
故答案：
（1）①2.5；②80%；③提升高度；
（2）①改變力的方向；②相同．

點(diǎn)評 滑輪組的機(jī)械效率和物體重、動(dòng)滑輪重有關(guān)，如果動(dòng)滑輪重不變，物體越重，機(jī)械效率越高；如果物體重不變，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．