Question

在“測滑輪組機(jī)械效率”的實驗中，小明用如圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了五次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗 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	4	3	1.7	9
2	4	5	1.7	15
3	4	8	1.7	24
4	6	5	2.4	15
5	8	5	3.0	15

（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：①第3次實驗中滑輪組的機(jī)械效率是________；
②滑輪組的機(jī)械效率與________無關(guān)，隨________的增大而增大；
（2）小紅在小明實驗的基礎(chǔ)上多使用一個滑輪進(jìn)行了實驗，如圖乙所示．
①設(shè)小紅所用的動滑輪總重為2N，若忽略繩重及摩擦，則勻速提起4N的重物時所用的拉力為________N；
②小紅和小明在使用各自的滑輪組提升相同的重物時，所測的機(jī)械效率分別為η₁、η₂，則η₁________η₂（＞/＜/=），其道理是________．

Answer 1

解：（1）①第3次實驗中滑輪組的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%=×100%≈78.4%；
②根據(jù)η=×100%=×100%可得，剩余4次滑輪組的機(jī)械效率分別為：
η₁=η₂≈78.4%，η₄≈83.3%，η₅≈88.9%，
分析1、2、3數(shù)據(jù)可知，同一個滑輪組提起的物質(zhì)相等，物體上升的高度相等，滑輪組的機(jī)械效率相等，故滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無關(guān)；
分析2、4、5數(shù)據(jù)可知，同一個滑輪組提起物體上升的高度相同，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高，故滑輪組的機(jī)械效率隨所提物體重力的增大而增大；
（2）①由乙圖可知繩子的有效股數(shù)n=4，
拉力F=（G_物+G_動）=×（4N+2N）=1.5N；
②因為提升相同的重物，所以有用功保持不變，而由于增加動滑輪使得克服動滑輪的重力所做的額外功變多，故機(jī)械效率η會變小即η₁＜η₂．
故答案為：
（1）①78.4%；②物體上升的高度；所提物體重力；
（2）①1.5；②＜；小紅所用滑輪組的動滑輪的重力較大．
分析：（1）①根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=×100%求出第3次實驗中滑輪組的機(jī)械效率；
②根據(jù)η=×100%=×100%分別求出剩余4次滑輪組的機(jī)械效率，然后分析表格數(shù)據(jù)得出滑輪組的機(jī)械效率與物體上升高度和滑輪組的機(jī)械效率與物體重力之間的關(guān)系；
（2）①由乙圖可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)F=（G_物+G_動）求出拉力的大��；
②根據(jù)提升相同的重物可知有用功不變，而增加動滑輪會使額外功增加，從而可推知兩滑輪組機(jī)械效率之間的關(guān)系．
點(diǎn)評：本題考查了滑輪組機(jī)械效率和拉力的計算，關(guān)鍵是會根據(jù)控制變量法分析得出滑輪組機(jī)械效率與物體上升高度和物重之間的關(guān)系．