Question

同學(xué)們?cè)谔骄俊坝绊懟�輪組機(jī)械效率高低的因素”時(shí)提出了下列假設(shè)：滑輪組機(jī)械效率高低可能與動(dòng)滑輪重有關(guān)；滑輪組機(jī)械效率高低可能與被提物重有關(guān)；滑輪組機(jī)械效率高低可能與承重繩子段數(shù)有關(guān)．
一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)滑輪組，并將所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)滑輪重/N	物重/N	拉力/N	繩子的股數(shù)n	機(jī)械效率η
1	1	2	1
2	1	4	1.67
3	2	4	2
4	1	4	2.5

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)

豎直

、

勻速

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升，并由彈簧測(cè)力計(jì)讀出繩子自由端的

拉力

的大��；同時(shí)用

刻度尺

測(cè)出鉤碼升高的高度；
（2）在表中填上四次實(shí)驗(yàn)的繩子的股數(shù)n和機(jī)械效率．

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)

①

和

②

（填①、②、③、④）可知，滑輪組機(jī)械效率高低與被提物重有關(guān)；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)②和③可知，滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越

低

；
（5）通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越

低

；
（6）要研究滑輪組機(jī)械率高低是否與物體提升高度有關(guān)，應(yīng)該選用

同一

（填“同一”或“不同”）滑輪組，提升

不同

（填“相同”或“不同”）的高度去研究．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度．
（2）由圖示滑輪組確定滑輪組承重繩子的股數(shù)，然后根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用效率公式求出滑輪組的效率．
（3）在探究滑輪組的機(jī)械效率與物重之間的關(guān)系時(shí)，滑輪組的組裝情況相同，只有物體的重力不同．
（4）分析實(shí)驗(yàn)②和③所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（5）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)不同滑輪組提升相同重物時(shí)滑輪組的效率得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（6）要研究機(jī)械效率與物體提升高度的關(guān)系，應(yīng)使用同一滑輪組提升相同的重物，使重物被提升的高度不同．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直、勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升，并由彈簧測(cè)力計(jì)讀出繩子自由端的拉力的大小；同時(shí)用刻度尺測(cè)出鉤碼升高的高度．
（2）由圖示滑輪組可知，
①承重繩子的股數(shù)n=3，
滑輪組效率η₁=

G1h1

F1s1

=

G1h1

F1n1h1

=

2N

1N×3

≈66.7%；
②承重繩子的股數(shù)n=3，
滑輪組效率η₂=

G2h2

F2s2

=

G2h2

F2n2h2

=

4N

1.67N×3

≈79.8%；
③承重繩子的股數(shù)n=3，
滑輪組效率η₃=

G3h3

F3s3

=

G3h3

F3n3h3

=

4N

2N×3

≈66.7%；
④滑輪為動(dòng)滑輪，承重繩子股數(shù)n=2，
滑輪效率η₄=

G4h4

F4s4

=

G4h4

F4n4h4

=

4N

2.5N×2

=80%；
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)滑輪重/N	物重/N	動(dòng)力/N	繩子的股數(shù)n	機(jī)械效率
1	1	2	1	3	66.7%
2	1	4	1.67	3	79.8%
3	2	4	2	3	66.7%
4	1	4	2.5	2	80%

（3）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)①②動(dòng)滑輪重力、承重繩子的股數(shù)相同而物體的重力不同，滑輪組效率不同，由此可知，滑輪組機(jī)械效率高低與被提物重有關(guān)．
（4）由實(shí)驗(yàn)②和③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組提升相同重物與承重繩子股數(shù)相同而動(dòng)滑輪的重力不同，滑輪組機(jī)械效率不同，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
（5）通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低；
（6）要研究滑輪組機(jī)械率高低是否與物體提升高度有關(guān)，應(yīng)該選用同一滑輪組，提升不同的高度去研究．
故答案為：（1）豎直；勻速；拉力；刻度尺；（2）如上表所示；（3）①；②；（4）低；（5）低；
（6）同一；不同．

點(diǎn)評(píng)：此題主要通過實(shí)驗(yàn)探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素．首先要掌握機(jī)械效率的概念和測(cè)量方法，并且注意控制變量法在此實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．