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15. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图12-4-10所示，实验中每个钩码重$2N$，测得的数据如表12-4-1所示：
表12-4-1
(1)在实验中，测绳端拉力$F$时，应尽量向上拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为。(结果精确到$1\%$)
(3)分析表12-4-1中的数据可知，第2次实验是用图所示装置做的；第4次实验是用图所示装置做的(均选填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)分析第1、2两次实验数据可知，使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3两次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率(选填“越高”或“越低”)。
(5)分析第3、4两次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度(选填“有关”或“无关”)。
(6)提高机械效率的方法有增大有用功、(选填“增大”或“减小”)额外功。
表12-4-1
(1)在实验中，测绳端拉力$F$时，应尽量向上拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为。(结果精确到$1\%$)
(3)分析表12-4-1中的数据可知，第2次实验是用图所示装置做的；第4次实验是用图所示装置做的(均选填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)分析第1、2两次实验数据可知，使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3两次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率(选填“越高”或“越低”)。
(5)分析第3、4两次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度(选填“有关”或“无关”)。
(6)提高机械效率的方法有增大有用功、(选填“增大”或“减小”)额外功。
答案
匀速
74%
乙
丙
增加物重
越低
无关
减小
74%
乙
丙
增加物重
越低
无关
减小
解析
【解析】
(1) 实验中测绳端拉力时，应尽量向上匀速拉动弹簧测力计，这样能保证拉力与相关力平衡，使弹簧测力计示数稳定，便于准确读数。
(2) 根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，第1次实验中，$G=4N$，$h=0.06m$，$F=1.8N$，$s=0.18m$，代入计算得：$\eta=\frac{4N×0.06m}{1.8N×0.18m}×100\%\approx74\%$。
(3) 第2次实验中，$n=\frac{s}{h}=\frac{0.24m}{0.06m}=4$，乙图承担物重的绳子段数为4，故用乙图；第4次实验中$n=\frac{s}{h}=\frac{0.12m}{0.06m}=2$，丙图承担物重的绳子段数为2，故用丙图。
(4) 第1、2次为同一滑轮组，第2次物重更大、机械效率更高，说明增加物重可提高同一滑轮组的机械效率；第1、3次提升相同重物，第3次动滑轮更多、机械效率更低，说明动滑轮个数越多，机械效率越低。
(5) 第3、4次实验物重相同、提升高度不同但机械效率相同，说明滑轮组机械效率与物体被提升高度无关。
(6) 由$\eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}×100\%$可知，在增大有用功的同时，减小额外功可以提高机械效率。
【答案】
(1) 匀速
(2) 74%
(3) 乙；丙
(4) 增加物重；越低
(5) 无关
(6) 减小
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率计算；影响机械效率的因素
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的测量实验，考查了实验操作、公式计算、装置判断及影响因素分析，全面覆盖实验核心知识点，侧重数据归纳与分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
(1) 实验中测绳端拉力时，应尽量向上匀速拉动弹簧测力计，这样能保证拉力与相关力平衡，使弹簧测力计示数稳定，便于准确读数。
(2) 根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，第1次实验中，$G=4N$，$h=0.06m$，$F=1.8N$，$s=0.18m$，代入计算得：$\eta=\frac{4N×0.06m}{1.8N×0.18m}×100\%\approx74\%$。
(3) 第2次实验中，$n=\frac{s}{h}=\frac{0.24m}{0.06m}=4$，乙图承担物重的绳子段数为4，故用乙图；第4次实验中$n=\frac{s}{h}=\frac{0.12m}{0.06m}=2$，丙图承担物重的绳子段数为2，故用丙图。
(4) 第1、2次为同一滑轮组，第2次物重更大、机械效率更高，说明增加物重可提高同一滑轮组的机械效率；第1、3次提升相同重物，第3次动滑轮更多、机械效率更低，说明动滑轮个数越多，机械效率越低。
(5) 第3、4次实验物重相同、提升高度不同但机械效率相同，说明滑轮组机械效率与物体被提升高度无关。
(6) 由$\eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}×100\%$可知，在增大有用功的同时，减小额外功可以提高机械效率。
【答案】
(1) 匀速
(2) 74%
(3) 乙；丙
(4) 增加物重；越低
(5) 无关
(6) 减小
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率计算；影响机械效率的因素
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的测量实验，考查了实验操作、公式计算、装置判断及影响因素分析，全面覆盖实验核心知识点，侧重数据归纳与分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
