Question

11．在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某同學用如圖所示的同一滑輪組分別做了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

實驗次數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升的距離/cm	彈簧測力計的讀數(shù)/N	彈簧測力計上升的距離/cm	機械效率
1	2	8	0.8	24	83.3%
2	4	5	1.5	15	①
3	6	10	②	③	90.9%

（1）請將表中標有①、②和③的空格處補充完整？
（2）在實驗操作中應豎直向上勻速拉動彈簧測力計．
（3）分析實驗數(shù)據(jù)，同一滑輪組的機械效率主要與提起的物重有關(guān)．
（4）不同滑輪組的機械效率還與動滑輪的重力有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)應用效率公式求出滑輪組效率，應用功的計算公式求出有用功與總功．
（2）用滑輪組豎直拉動物體時，繩子自由端都要勻速豎直向上或豎直向下運動．
（3）滑輪組的機械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒有關(guān)系．同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
（4）滑輪組的機械效率還與動滑輪的重力有關(guān)．

解答 解：（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第2次實驗時滑輪組效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.05m}{1.5N×0.15m}$×100%≈88.9%．
②第3次實驗：W_總′=$\frac{{W}_{有}′}{η′}$=$\frac{6N×0.1m}{90.9%}$=0.66J．
如圖，物體由三段繩子承擔，所以繩子自由端移動的距離是：
s'=3h=3×0.1m=0.3m=30cm，
由W=Fs得，
拉力是：F′=$\frac{{W}_{總}′}{s′}$=$\frac{0.66J}{0.3m}$=2.2N．
（2）如圖用滑輪組豎直拉動物體時，繩子自由端都要勻速豎直向上拉動．
（3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高，所以同一滑輪組的機械效率主要于提起的物重有關(guān)．物重越大，所做有用功越多，有用功占總功的比越大，滑輪組效率越高．
故答案為：（1）①88.9%；②2.2；③30；（2）勻速；（3）提起的物重；（4）動滑輪的重力．

點評 （1）掌握滑輪組機械效率高低的影響因素，利用控制變量法探究滑輪組的機械效率的影響因素．
（2）使用滑輪組拉動物體豎直運動時，繩子自由端要勻速豎直向上或豎直向下拉動；使用滑輪組拉動物體水平運動時，繩子自由端要勻速水平向左或水平向右拉動．