Question

8．某实验小组在做探究影响滑轮组机械效率的因素的实验，实验装置如图所示，不计绳重和摩擦，得到的实验数据如表．

次数 物理量	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.4	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.5	0.3
机械效率η	74%		83%

（1）通过分析表格中实验1的数据，请把实验1装置中绳子的绕法画在图（a）中．
（2）实验2中，滑轮组的机械效率是57%．
（3）通过分析表格中的数据，实验2是用b图做的实验，实验3是用a图做的实验．
（4）比较1和2两次的实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；比较1和3两次的实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，增加钩码的重可以提高滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）根据绳端移动距离s与物体上升高度h之间的关系，判断出承担物重的绳子段数，缠绕滑轮组；
（2）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第二次实验滑轮组的机械效率；
（3）根据表中s和h的关系，确定承担物重的绳子股数n，再根据n的大小确定滑轮组的结构回答；
（4）在不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；
在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高．

解答 解：
（1）由表格中数据知，s=3h，可知滑轮组由3段绳子承担物重，所以应从动滑轮绕起，如图所示：

（2）第三次实验滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.4N×0.5m}$×100%≈57%；
（3）实验2中，s=5h，即承担物重的绳子股数n=5，所以使用图b做的实验；
实验3中，s=3h，即承担物重的绳子股数n=3，所以使用图a做的实验；
（4）由实验1和实验2的数据分析：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率低；
由实验1和实验3可得：使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以增加物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率．
故答案为：（1）见上图；（2）57%；（3）b；a；（4）低；增加钩码的重．

点评 在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此控制变量法的运用也十分关键．