Question

【題目】在“探究影響滑輪組機械效率的因素”的實驗中，小明用同一滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號	物重G/N	物體上升的高度h/m	拉力F/N	機械效率η
①	2	0.20	1.0	66.7%
②	3	0.30
③	6	0.40	2.5	80%

（1）實驗中應豎直向上_____拉動彈簧測力計，使物體緩緩上升，第3次實驗中繩子自由端移動的距離為_____m。

（2）在讀取彈簧測力計示數(shù)時，測力計應_____（選填“保持靜止”或“勻速上升”）；

（3）第二次實驗時，測力計示數(shù)如圖乙所示，本次測量出滑輪組的機械效率為_____（百分數(shù)保留一位小數(shù)）；

（4）實驗中，小明所用動滑輪的重一定小于_____N。

（5）通過實驗可以得出：同一個滑輪組所提的物體越重，其效率越_____（選填“大”或“小”）；為了提高滑輪組的機械效率，還可以采取的方法有_____（寫出一條即可）

Answer 1

【答案】勻速 1.2 勻速上升 71.4% 1 大 換用輕質的動滑輪（或減小摩擦等）

【解析】

（1）實驗中應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使物體緩緩上升；

由圖知，繩子的有效段數(shù)為3，根據(jù)s＝nh求出第3次實驗中繩子自由端移動的距離；

（2）勻速提升物體時，還需克服機械摩擦做功，若靜止時讀數(shù)，則拉力中沒有測量出機械的摩擦力；（3）根據(jù)如圖乙測力計分度值讀數(shù)；根據(jù)s＝nh求出第二次實驗中繩子自由端移動的距離，根據(jù)η＝

＝×100%求出本次測量出滑輪組的機械效率；

（4）實驗中，額外功的來源為克服動滑輪自重和機械摩擦做功，假設不計摩擦，根據(jù)作用在繩子自由端的拉力：F＝，由表中第1組數(shù)據(jù)求出實驗中小明所用動滑輪的重一定小于多少；

（5）縱向比較表中數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，同一個滑輪組所提的物體越重，其機械效率越大；或在有用功一定的情況下，提高機械效率，還可以從減小額外功考慮。

（1）實驗中應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使物體緩緩上升，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)才等于拉力大小；

由圖知，繩子的有效段數(shù)為3，根據(jù)s＝nh，第3次實驗中繩子自由端移動的距離為：

3×0.40m＝1.2m；

（2）勻速提升物體時，還需克服機械摩擦做功，所以為了準確測量滑輪組提升物體時的機械效率，在讀取彈簧測力計示數(shù)時，彈簧測力計應勻速上升；

（3）第二次實驗時，測力計示數(shù)如圖乙所示，測力計分度值為0.2N，力的大小為1.4N，

根據(jù)s＝nh，第二次實驗中繩子自由端移動的距離為：

s＝3h＝3×0.30m＝0.90m；

本次測量出滑輪組的機械效率為：

η＝＝=×100%≈71.4%；

（4）實驗中，額外功的來源為克服動滑輪自重和機械摩擦做功，假設不計摩擦，根據(jù)作用在繩子自由端的拉力：F＝，由表中第1組數(shù)據(jù)，

G輪＝3F1﹣G1＝3×1.0N﹣2N＝1N，

故實驗中小明所用動滑輪的重一定小于 1N；

（5）縱向比較表中數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，所提的物體越重，其機械效率越大；

在有用功一定的情況下，提高機械效率，還可以從減小額外功考慮，可換用輕質的動滑輪（或減小摩擦等）。