Question

某同學(xué)在做“測定滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中
（1）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄的數(shù)據(jù)在表格中，請認(rèn)真填寫所缺少的部分

物重/N	物體提高的高度/m	彈簧測力計(jì)讀數(shù)/N	繩自由端拉動(dòng)距離/m	機(jī)械效率
50	0.15	20	0.45	83.3%

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖中畫出該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的連接裝置圖．
（3）實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)應(yīng)該

豎直向上勻速直線

運(yùn)動(dòng)．
（4）同學(xué)乙觀察并分析了甲的實(shí)驗(yàn)后，認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)中，可少用一種測量器材，少測兩個(gè)數(shù)據(jù)也能測出滑輪組的機(jī)械效率，通過和甲討論并經(jīng)過老師的認(rèn)定，他的方案是可行的，請你分析一下，去掉什么測量器材可少測兩個(gè)數(shù)據(jù)？
答：去掉

刻度尺

；此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率的表達(dá)式為

η=

G

3F

×100%

 （依據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖和所測物理量）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
（2）根據(jù)S=nh得出繩子的有效股數(shù)，然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則開始繞線；
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，這樣彈簧測力計(jì)處于平衡狀態(tài)，拉力等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
（4）根據(jù)滑輪組機(jī)械效率的表達(dá)式η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

判斷可以去掉的測量工具和得出表達(dá)式．

解答：解：
（1）滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

50N×0.15m

20N×0.45m

×100%≈83.3%；
（2）滑輪組繩子的有效股數(shù)n=

S

h

=

0.45m

0.15m

=3，為奇數(shù)，從動(dòng)滑輪掛鉤開始繞線，如下圖；

（3）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)才反映了拉力的大小；
（4）根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

可知，測量工具可以去掉刻度尺，滑輪組機(jī)械效率的表達(dá)式為η=

G

3F

×100%．
故答案為：
（1）83.3%；
（2）如上圖所示；
（3）豎直向上勻速直線；
（4）刻度尺；η=

G

3F

×100%．

點(diǎn)評：本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用和滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算以及滑輪組的組裝，關(guān)鍵是公式s=nh和η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

的靈活應(yīng)用．