Question

1．如图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置，请完成以下问题：（忽略摩擦及绳重）
（1）实验中用到的测量工具除刻度尺外还有什么？
（2）下表记录了实验中的部分数据：请算出第4次实验中的机械效率．（只写出计算结果）

次数	钩码重G钩/N	动滑轮重G动/N	机械效率η
1	2	0.5	80.0%
2	3	0.5	85.7%
3	4	0.5	88.9%
4	4	1.0	80.0%

（3）分析1、2、3次实验数据，你认为他们可以探究滑轮组机械效率与什么因素的具体关系？并写出你这样认为的理由．

Answer 1

分析 （1）根据表格中要测量的物理量来选取测量工具；
（2）忽略摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$=$\frac{{G}_{钩码}h}{{G}_{钩码}h+{G}_{动}h}$=$\frac{{G}_{钩码}}{{G}_{钩码}+{G}_{动}}$；
（3）分析1、2、3次实验数据，动滑轮重相同，钩码重不同，滑轮组的机械效率也不同，故他们可以探究滑轮组机械效率与所提升物体的重力的关系；陈述理由时，应结合表中的数据来组织物理语言．

解答 解：（1）实验中，需要测量钩码重和动滑轮重，故还需用到的测量工具是弹簧测力计．
（2）由表格数据可知，第4次实验时，G_钩=4N，G_动=1N．
由于忽略摩擦及绳重，所以滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$=$\frac{{G}_{钩}h}{{G}_{钩}h+{G}_{动}h}$=$\frac{{G}_{钩}}{{G}_{钩}+{G}_{动}}$=$\frac{4N}{4N+1N}$×100%=80.0%；
（3）分析1、2、3次实验数据，动滑轮重相同，钩码重不同，滑轮组的机械效率也不同；故他们可以探究滑轮组机械效率与所提升物体的重力的关系．
理由：由表格数据可知，G_钩1=2N，G_钩2=3N，G_钩3=4N，钩码重的关系为G_钩1＜G_钩2＜G_钩3；
η₁=80.0%，η₂=85.7%，η₃=88.9%，机械效率的关系为η₁＜η₂＜η₃，
动滑轮重的关系为G_动1=G_动2=G_动3=0.5N；
可得到的结论为：动滑轮重一定时，滑轮组所提升的物体越重机械效率越高；所以这样认为．
故答案为：
（1）弹簧测力计；
（2）80.0%；
（3）他们可以探究滑轮组机械效率与所提升物体的重力的关系；
理由：由表格数据可知，G_钩1=2N，G_钩2=3N，G_钩3=4N，钩码重的关系为G_钩1＜G_钩2＜G_钩3；
η₁=80.0%，η₂=85.7%，η₃=88.9%，机械效率的关系为η₁＜η₂＜η₃；
动滑轮重的关系为G_动1=G_动2=G_动3=0.5N；
可得到的结论为：动滑轮重一定时，滑轮组所提升的物体越重机械效率越高；所以这样认为．

点评 本题考查了探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验，第2小题要注意利用“忽略摩擦及绳重”这个条件推出滑轮组机械效率的表达式；第3小题，难点是要利用表格中的数据来陈述理由，考查了学生对实验数据的分析能力、组织物理语言的能力．