Question

20．某实验小组且在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示：

物理量	实验1	实验2	实验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%

（1）实验中应沿水竖直方向匀速拉动弹簧测力计．
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用乙（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验，请将表中空白处填上恰当的数据．
（3）比较第1次实验和第3次试验可得出结论，使用同一滑轮组使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．

Answer 1

分析 （1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定．
（2）根据s=nh确定绳子的股数，判断是哪一个滑轮组；
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算第2、3次实验的机械效率；
（3）比较实验1和3的条件和机械效率大小，可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响．

解答 解：
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定．
（2）实验2中，s=0.5m，h=0.1m，
所以n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.5m}{0.1m}$=5，所以实验2是用乙图做的实验．
由表格数据，第2、3次实验的机械效率：
η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{总2}}$×100%=$\frac{{G}_{2}h}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.4N×0.5m}$×100%≈66.7%；
η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{总3}}$×100%=$\frac{{G}_{3}h}{{F}_{3}{s}_{3}}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%，
（3）比较实验数据1和3可知，两次实验使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）匀速；（2）乙；66.7%；83.3%；（3）使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．

点评 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．