Question

3．如圖甲所示是某同學“測量滑輪組機械效率”的實驗過程示意圖：

（1）從圖甲的三次過程圖可以看出，該同學研究的是“滑輪組機械效率”與被提升物體的重力的關系；
（2）若每個鉤碼的重力均為2N，第三次實驗時彈簧測力計示數(shù)如圖c所示，則第三次實驗時滑輪組的機械效率為90.9%；
（3）小明同學還想研究“滑輪組的機械效率與繩子的繞法是否有關”，請你將圖乙補充完整，使之和圖b進行對比分析研究．

Answer 1

分析 （1）影響滑輪組機械效率高低的因素主要有動滑輪的重力、提升物體的重力和繩子間的摩擦，據(jù)圖分析確定答案；
（2）由圖讀出彈簧測力計的示數(shù)，注意測力計的分度值，判斷出滑輪組承擔物重的繩子段數(shù)，則s=nh，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出滑輪組的機械效率；
（3）因為滑輪組的機械效率還與被提升物體的重力有關，所以探究滑輪組的機械效率是否與繩子的繞法有關時應保持被提升的物體不變．

解答 解：
（1）圖中提升的物體的重力不相同（鉤碼的個數(shù)不相同），但是使用相同的滑輪組，因此這兩個圖研究的是滑輪組的機械效率被提升物體重力的關系；（3）圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，示數(shù)為F=2.2N，
由圖知，此滑輪組由3段繩子承擔物重，
所以滑輪組的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{6N}{3×2.2N}$×100%≈90.9%；
（3）b圖從動滑輪繞起，所以要改變滑輪組的繞線方式，乙圖需從定滑輪繞起，因為滑輪組的機械效率還與被提升物體的重力有關，所以被提升的物體應不變，如圖所示：

故答案為：（1）被提升物體的重力；（2）90.9%；（3）見上圖．

點評 本題主要考查了影響滑輪組機械效率的因素及滑輪組的組裝，同時還考查了控制變量法的應用和機械效率的計算，綜合性強，難度較大．