Question

6．小明在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N，測(cè)得的數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	鉤碼總重G/N	鉤碼上升的高度h/m	測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m	機(jī)械效率 n
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)繩端拉力F 時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過(guò)程中讀數(shù)；
（2）第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率為74%，若不計(jì)繩重與摩擦，動(dòng)滑輪重為1.4N．
（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實(shí)驗(yàn)是用b圖做的；第4次實(shí)驗(yàn)是用c圖做的．（選填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，增加物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越�。�
（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．
（6）若小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)方向偏離了豎直方向，則測(cè)出的機(jī)械效率將變�。ㄟx填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)，這樣才能正確地測(cè)出拉力的大��；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%計(jì)算出機(jī)械效率的大��；
根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動(dòng)）代入數(shù)據(jù)計(jì)算出G_動(dòng)，要根據(jù)鉤碼上升的高度h和測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s來(lái)判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=$\frac{s}{h}$；
（3）由n=$\frac{s}{h}$來(lái)判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n、結(jié)合物重的大小，然后得出結(jié)論；
（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定變化的量和不變的量，得出提高機(jī)械效率的因素；
分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)增多時(shí)，機(jī)械效率的變化，綜合分析得出結(jié)論；
（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)被提升的高度變化時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是否改變得出結(jié)論；
（6）彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)方向偏離了豎直方向，則拉力測(cè)量偏大，總功偏大，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%析即可．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過(guò)程中讀數(shù)；
（2）第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}=\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74%；
由表格中數(shù)據(jù)知，h=0.1m，s=0.3m，可知由3段繩子承擔(dān)物重，所以：
F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)），則：G_動(dòng)=3F-G_物=1.8N×3-4N=1.4N；
（3）第二次實(shí)驗(yàn)，h=0.1m，s=0.3m，可知由3段繩子承擔(dān)物重，而被提升的物重為6N，所以是用b滑輪組做的實(shí)驗(yàn)；
第4次實(shí)驗(yàn)，h=0.2m，s=1.0m，可知由5段繩子承擔(dān)物重，而被提升的物重為4N，所以是用c滑輪組做的實(shí)驗(yàn)；
（4）第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用同一滑輪組，被提升的物重越大，機(jī)械效率越高，可知使用同一滑輪組增加物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用不同的滑輪組，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低，可知使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越��；
（5）第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用同一滑輪組提升相同的物重，物體被提升的高度不同，機(jī)械效率相同，可知滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．
（6）在實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)方向偏離了豎直方向，則拉力的測(cè)量偏大，總功偏大，而有用功不變，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可知，測(cè)出的機(jī)械效率將變�。�
故答案為：
（1）勻速；
（2）74%；1.4；
（3）b；c；
（4）增加物重；越��；
（5）無(wú)關(guān)；
（6）變�。�

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，考查了繩端拉力的測(cè)量，機(jī)械效率的計(jì)算及影響滑輪組機(jī)械效率的因素，對(duì)數(shù)據(jù)和誤差的分析能力及控制變量法的應(yīng)用．