Question

1．某小組利用圖1所示裝置探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素：

（1）實(shí)驗(yàn)所需器材除圖中所示外，還需刻度尺．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（3）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得四組數(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)的 示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng) 的距離s/cm
l	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

①前三次實(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)剔除．
②笫四次實(shí)驗(yàn)中，有用功是0.3J，總功是0.36J，滑輪組的機(jī)械效率為83.3%．
③根據(jù)以上信息，請(qǐng)判斷：該小組設(shè)計(jì)這四次實(shí)驗(yàn)的目的是為了探究滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度是否有關(guān)．
（4）現(xiàn)多次只改變鉤碼的重力G并測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率η，則η與G的關(guān)系可能符合圖2中的B．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，需要測(cè)量拉力的大小和物體上升的高度；
（2）應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向勻速移動(dòng)；
（3）①分析表格中，每次滑輪組繩子的有效股數(shù)即可判斷前三次實(shí)驗(yàn)中不合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
②根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出第四次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；
③要得出結(jié)論，需要注意分析表格中各數(shù)據(jù)，分析改變的量，機(jī)械效率的變化是由哪個(gè)物理量的變化引起的；
（4）滑輪組的機(jī)械效率隨物重的增加而增大．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)所需器材除圖中所示外，還需測(cè)量物體上升的高度，因此還需要刻度尺．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（3）①前三次實(shí)驗(yàn)中，1、2次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離都是物體上升高度的3倍，可知此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，
而第3次繩端移動(dòng)距離與鉤碼上升高度的關(guān)系錯(cuò)誤，所以應(yīng)當(dāng)剔除．
②第四次實(shí)驗(yàn)中，
有用功：W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J，
總功：
W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J，
機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.3%．
③由表格中數(shù)據(jù)可以看出，在4次實(shí)驗(yàn)中鉤碼上升的高度不斷發(fā)生變化，所以是探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼上升的高度是否有關(guān)．
（4）因?yàn)榛�輪組的機(jī)械效率隨物重的增加而增大，所以圖象B符合η與G的關(guān)系．
故答案為：（1）刻度尺；（2）豎直向上勻速；（3）①3；②0.3；0.36；83.3%；③鉤碼上升的高度；（4）B．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，主要考查了有關(guān)滑輪組的有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算以及滑輪組的組裝；明確有用功和總功，同時(shí)知道繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系是關(guān)鍵；還要注意影響滑輪組機(jī)械效率的因素．