Question

3．如圖甲所示是某同學(xué)“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)過程示意圖：

（1）從圖甲的三次過程圖可以看出，該同學(xué)研究的是“滑輪組機(jī)械效率”與被提升物體的重力的關(guān)系；
（2）若每個(gè)鉤碼的重力均為2N，第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖c所示，則第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為90.9%；
（3）小明同學(xué)還想研究“滑輪組的機(jī)械效率與繩子的繞法是否有關(guān)”，請(qǐng)你將圖乙補(bǔ)充完整，使之和圖b進(jìn)行對(duì)比分析研究．

Answer 1

分析 （1）影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素主要有動(dòng)滑輪的重力、提升物體的重力和繩子間的摩擦，據(jù)圖分析確定答案；
（2）由圖讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，注意測(cè)力計(jì)的分度值，判斷出滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，則s=nh，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）因?yàn)榛�輪組的機(jī)械效率還與被提升物體的重力有關(guān)，所以探究滑輪組的機(jī)械效率是否與繩子的繞法有關(guān)時(shí)應(yīng)保持被提升的物體不變．

解答 解：
（1）圖中提升的物體的重力不相同（鉤碼的個(gè)數(shù)不相同），但是使用相同的滑輪組，因此這兩個(gè)圖研究的是滑輪組的機(jī)械效率被提升物體重力的關(guān)系；（3）圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，示數(shù)為F=2.2N，
由圖知，此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，
所以滑輪組的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{6N}{3×2.2N}$×100%≈90.9%；
（3）b圖從動(dòng)滑輪繞起，所以要改變滑輪組的繞線方式，乙圖需從定滑輪繞起，因?yàn)榛�輪組的機(jī)械效率還與被提升物體的重力有關(guān)，所以被提升的物體應(yīng)不變，如圖所示：

故答案為：（1）被提升物體的重力；（2）90.9%；（3）見上圖．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了影響滑輪組機(jī)械效率的因素及滑輪組的組裝，同時(shí)還考查了控制變量法的應(yīng)用和機(jī)械效率的計(jì)算，綜合性強(qiáng)，難度較大．