Question

在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用如圖所示的滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，第一次使用塑料滑輪，第二次使用鋁制滑輪，第三次使用鐵制滑輪，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	物重 G/N	物體上升 的距離 h/cm	彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F/N	彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離S/cm	機(jī)械 效率 η
1	3	10	1.6	30	62.5%
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	40

（1）完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要的測(cè)量工具是

 

和

 

．
（2）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)沿

 

方向，并且

 

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（3）記錄表中有一項(xiàng)數(shù)據(jù)明顯有錯(cuò)誤，正確的記錄數(shù)據(jù)應(yīng)為

 

．
（4）記錄表中第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率正確數(shù)值應(yīng)為

 

．
（5）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：提升同一物體，動(dòng)滑輪越重，滑輪組機(jī)械效率越

 

．
（6）在第二次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，若用該鋁制滑輪組提升重為5N的物體到相同高度（不計(jì)繩重和摩擦），則此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將

 

（選填“變大”“變小”或“不變”），原因是在

 

不變的情況下，有用功增大了．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式進(jìn)行分析；
（2）要知道需正確測(cè)量繩端拉力，需要使測(cè)力計(jì)在豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)；
（3）由圖所示的滑輪組求出滑輪組承重繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh分析；
（4）根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機(jī)械效率；
（5）要知道滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的重力有關(guān)，提升同一物體，所做有用功不變．動(dòng)滑輪的越重，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．
（6）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加物重，增加了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大．

解答：解：（1）由機(jī)械效率的計(jì)算公式η=

W有

W總

=

Gh

Fs

可知，要計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率，需要測(cè)量G、F、h、s，因此需要的測(cè)量工具為彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；
（2）為了能準(zhǔn)確測(cè)量繩端拉力，在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)沿豎直向上的方向，并且勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（3）由圖所示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體上升距離為10cm，彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s=3h=3×10cm=30cm，故第3次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離是錯(cuò)誤的，正確數(shù)據(jù)為30cm；
（4）第三次實(shí)驗(yàn)中，滑輪組的機(jī)械效率：η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

3N×0.1m

2.5N×0.3m

×100%=40%；
（5）提升同一物體，所做有用功相同，動(dòng)滑輪越重，所做的額外功越多，機(jī)械效率越低；
（6）在第二次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，若用該鋁制滑輪組提升重為5N的物體到相同高度，即其它條件不變，物重增加；
當(dāng)使用滑輪組時(shí)，額外功不變，增加物重，增加了有用功，則有用功占總功的比例變大，故滑輪組的機(jī)械效率變大．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)；刻度尺；（2）豎直向上；勻速；（3）30；（4）40；（5）低；（6）變大．

點(diǎn)評(píng)：此題主要是探究滑輪組的機(jī)械效率，主要考查了學(xué)生對(duì)機(jī)械效率公式的掌握；使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機(jī)械效率變大．