Question

13．在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小明猜想滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度有關(guān)，
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量工具除了選擇彈簧測(cè)力計(jì)外還有刻度尺，對(duì)于如圖所示的滑輪組，如果沒(méi)有刻度尺，只要測(cè)出鉤碼重G，然后豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，從彈簧測(cè)力計(jì)上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{G}{nF}$；
小明同學(xué)利用如圖所示裝置測(cè)得了四組數(shù)據(jù)，如表所示

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm
1	3.0	2.0	1.2	6.0
2	3.0	5.0	1.2	15.0
3	3.0	8.0	1.2	27.0
4	3.0	10.0	1.2	30.1

（2）四次實(shí)驗(yàn)中，第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)刪除；
（3）第四次實(shí)驗(yàn)中，有用功是0.3J，滑輪組的機(jī)械效率為83%；
（4）根據(jù)以上信息，可以判斷滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)；
（5）小強(qiáng)同學(xué)猜想，對(duì)于同一滑輪組如圖，它的機(jī)械效率也可能不是固定的，你認(rèn)為可能跟什么因素有關(guān)？被提升物體的重力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)s與h的關(guān)系進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)W_有用=Gh計(jì)算有用功；根據(jù)W總=Fs計(jì)算總功，由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率；
（4）分析各組滑輪組的機(jī)械效率得出結(jié)論；
（5）同一滑輪組，提升的物重不同，所做有用功不同，則其機(jī)械效率會(huì)不同．

解答 解：（1）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$可知，實(shí)驗(yàn)中除了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力、拉力外，還需用到刻度尺測(cè)量物體被提升的高度、繩子被提升的高度；
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，如果沒(méi)有刻度尺，測(cè)出拉力F及物體重力G即可，在測(cè)量拉力時(shí)，要注意豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，最后得出η=$\frac{G}{nF}$；
（2）第1、2、4次實(shí)驗(yàn)，s均等于h的3倍，說(shuō)明滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，但第3組數(shù)據(jù)不能滿足這個(gè)關(guān)系，說(shuō)明第三組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；
（3）由表格中數(shù)據(jù)知，W有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
W_總=Fs=1.2N×0.301m=0.3612J；
則η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.3J}{0.3612J}$×100%≈83%；
（4）由表格中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一滑輪組，提升相同的物體，提升的高度變化，但滑輪組的機(jī)械效率不變，可知滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)；
（5）對(duì)同一滑輪組，被提升的動(dòng)滑輪重力、繩子的摩擦力不變，所做額外功不變，改變被提升的物重，有用功改變，所以有用功在總功中所占的比值改變，機(jī)械效率改變．
故答案為：（1）刻度尺；豎直向上勻速；$\frac{G}{nF}$；（2）3；（3）0.3；83%；（4）無(wú)；（5）被提升物體的重力．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)原理、影響滑輪組機(jī)械效率的因素及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析等，考查全面，重點(diǎn)．