Question

15．小明在做“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了若干次實驗，數(shù)據(jù)如表：

試驗次數(shù)	物重G/N	物體上升的高度h/cm	測力計的示數(shù)F/N	測力計移動的距離s/cm
1	1.5	10	1	30
2	3	10	1.5	30
3	6	5	2.5	15
4	6	10	2.5	30
5	6	15	2.5	45

（1）請幫助小明畫出該滑輪組的繞線方式．
（2）第2次實驗中滑輪組的機械效率是66.7%．
（3）要探究滑輪組的效率跟物重的關系，應分析1、2、4三組數(shù)據(jù)．
（4）分析第3、4、5次實驗能得到的結論是：使用同一滑輪組提升相同的重物，機械效率與物體被提升的高度無關．
（5）若不計繩重及摩擦，本實驗中的動滑輪重1.5N．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出承重繩子的有效股數(shù)，然后連接滑輪組；
（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)應用功的計算公式與效率公式求出滑輪組效率；
（3）要探究滑輪組的效率跟物重的關系，根據(jù)控制變量法，分析需要對比的實驗數(shù)據(jù)；
（4）分析第3、4、5次數(shù)據(jù)，注意控制的變量和改變的量，得出結論；
（5）根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）計算動滑輪的重力．

解答 解：
（1）由表中數(shù)據(jù)可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3，滑輪組如圖所示：

（2）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第2次實驗時，滑輪組的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{3N×0.1m}{1.5N×0.3m}$×100%≈66.7%；
（3）要探究滑輪組的效率跟物重的關系，需要控制物體提升的高度相同，物體的重力不同，據(jù)此控制，應分析1、2、4三組數(shù)據(jù)；
使用同樣的滑輪組，做的額外功相同；提起的鉤碼越重，做的有用功越多，有用功占總功的比值越大，機械效率越大，由此可知：滑輪組的機械效率與鉤碼重有關；
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，分別根據(jù)公式η=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$×100%可知，第3、4、5次的機械效率相同；因此可得：使用同一滑輪組提升相同的重物，機械效率與物體被提升的高度無關；
（5）不計繩重和摩擦，由第1組數(shù)據(jù)，根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G+G_動）可知，G_動=3F-G=3×1N-1.5N=1.5N．
故答案為：（1）見上圖；（2）66.7%；（3）1、2、4；（4）使用同一滑輪組提升相同的重物，機械效率與物體被提升的高度無關；（5）1.5．

點評 本題考查了實驗數(shù)據(jù)分析、求滑輪組效率、繞滑輪組等問題，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出承重繩子的有效股數(shù)是正確解題的前提與關鍵．