Question

李明用如图所示的实验装置和质量分别为m₁=50g、m₂=100g、m₃=150g的小铁块3个（图中未画出）、细线3条．要求利用上述实验装置和小铁块等设计一个实验，探究“使用同一滑轮组提升物体时，滑轮组的机械效率与所提升的物体重力大小的关系”，请写出实验步骤、画出实验数据记录表．（弹簧测力计的量程为0～5N）

Answer

同一滑轮组，滑轮组的机械效率跟滑轮组提起物体的重、绳重、动滑轮的重、摩擦有关．用实验来探究这个问题时，要改变提起物体的重，其它量不变．因为滑轮组的机械效果跟物体升高的距离和绳子自由端移动的距离没有关系，可以控制不变，也可以不进行控制不变．
实验步骤：按图示组装滑轮组；用滑轮组匀速竖直向上提起不同物体时，分别记录物体质量、拉力、物体升高距离、绳子自由端移动的距离．分别求出机械效率，进行比较．
实验表格：为了使实验结论具有普遍性，要进行多次实验，表格中有实验次数，要记录每一个实验提起物体的质量、重力、拉力、物体升高的距离、绳子自由端移动的距离、有用功、总功、机械效率，所以实验表格共有9列：次数、质量、重力、物体升高距离、绳子自由端移动的距离、有用功、总功、机械效率．
答：（1）将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材，用细线分别将三个铁块系好，并将细线的另一端系一个套．
（2）在滑轮组下挂质量为m1的铁块，用弹簧测力计拉住绳端，竖直向上缓慢匀速拉动，使铁块m1匀速上移一段距离，将绳端移动距离s和铁块移动距离h，所挂钩码的质量m1和弹簧测力计的示数F1分别记录在表格中．
（3）仿照步骤（2），在滑轮组下分别挂质量为m2、m3的铁块，进行实验并记录s、h，质量m2、m3及拉力F2、F3等实验数据；
（4）在滑轮组下分别挂质量为m4=m1+m3、m5=m2+m3、m6=m1+m2+m3的铁块，进行实验并记录S、h，质量m4、m5、m6及拉力F4、F5、F6等实验数据；
（5）利用公式η==，分别计算出六次滑轮组的机械效率η1、η2、η3、η4、η5、η6，并将数据记录在表格中．
实验数据记录表：
实验次数 m/kg mg/N F/N s/m h/m W有/J W总/J η
1                
2                
3                
4                
5                
6