Question

15．用如圖所示裝置測量動滑輪的機械效率，實驗數據如下表．

序號	動滑輪重力 G動/N	鉤碼重力 G/N	鉤碼上升高度h/m	繩的拉力 F/N	繩端移動距離s/m	機械 效率η
1	0.1	1	0.2	0.6		83.3%
2	0.1	2	0.2	1.1	0.4
3	0.2	2	0.2		0.4	83.3%

（1）實驗時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在動滑輪下面的鉤碼緩緩上升．
（2）第1次實驗時，繩端移動的距離為0.4m．
（3）第2次實驗時，測得動滑輪的機械效率約為90.9%．
（4）第3次實驗時，繩的拉力約為1.2N．
（5）分析表中數據可知，對于同一動滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機械效率將增大；提升相同重力的鉤碼時，動滑輪的重力增大，其機械效率將減�。�（均選填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）在實驗中，為了正確測出拉力的大小，應拉動彈簧測力計豎直向上勻速上升；
（2）重物和動滑輪有2段繩子承擔，繩子移動的距離物體升高距離的2倍；
（3）根據表中實驗數據應用效率公式求出動滑輪的機械效率；
（4）根據公式W_有=Gh計算有用功，根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算總功，然后根據公式W_總=Fs計算第3次實驗中繩的拉力；
（5）根據控制變量法的要求分析表中實驗數據，根據實驗控制的變量與實驗數據分析答題．

解答 解：
（1）在實驗中，為了正確測出拉力的大小，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數；
（2）由圖示可知，動滑輪承重繩子有效股數n=2，
第1次測量中，彈簧測力計移動的距離：s=nh=2×0.2m=0.4m；
（3）由表中實驗數據可知，第2次實驗時，動滑輪的機械效率：
η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.2m}{1.1N×0.4m}$×100%≈90.9%；
（4）第3次實驗中的有用功為：W_有=Gh=2N×0.2m=0.4J；
根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可知，總功為：W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{0.4J}{83.3%}$=0.48J；
根據公式W_總=Fs可知，第3次實驗中繩的拉力為：F=$\frac{{W}_{總}}{s}$=$\frac{0.48J}{0.4m}$=1.2N；
（5）由表中實驗序號為①②的實驗數據可知，對于同一動滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機械效率將增大；
由表中實驗序號為②③的實驗數據可知，提升相同重力的鉤碼時，動滑輪的重力增大，其機械效率將減小．
故答案為：（1）豎直向上勻速；（2）0.4；（3）90.9%；（4）1.2；（5）增大；減小．

點評 本題考查了求滑輪組效率、實驗數據分析，應用效率公式可以求出滑輪組效率，應用控制變量法分析表中實驗數據即可正確解題；解題時要注意控制變量法的應用．