Question

19．下面是小剛和小明做“測滑輪組的機械效率”的實驗：
（1）小剛和小明兩人用彈簧測力計測鉤碼重量時的情形分別如圖甲乙所示，你認為甲的方法是正確的．（選填“甲”或“乙”）
（2）他們正確進行試驗后，測出表中的數(shù)據(jù)，實驗裝置如圖丙丁所示：
①通過表中數(shù)據(jù)可分析出實驗2是用丁圖所示的裝置做的實驗．
②實驗2的機械效率為57%，實驗3的機械效率為71%．
③分析表中數(shù)據(jù)可得出以下結論，使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率越低；使用同一滑輪組，增大提升的物重可以提高滑輪組的機械效率．

物理量	實驗1	實驗2	實驗3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升的高度h/m	0.1	0.11	0.1
繩端拉力F/N	2.0	1.5	2.7
繩端移動距離S/M	0.3	0.5	0.3
機械效率η	66.7%

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計在使用時，力的方向應與彈簧的軸線一致．
（2）①通過觀察承擔物重的繩子的段數(shù)，再分析表格中s與h的關系，可判斷哪是用圖甲、圖乙的裝置進行的實驗；
②根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出實驗2和實驗3的機械效率；
③比較實驗1和2的條件和機械效率大小，可得出動滑輪個數(shù)多少對滑輪組機械效率的影響；
比較實驗1和3的條件和機械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機械效率的影響．

解答 解：
（1）彈簧測力計在測重力時應豎直方向使用，故選甲．
（2）①實驗2中，h₂=0.1m，s₂=0.5m，所以n₂=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.5m}{0.1m}$=5，故實驗2是用丁圖所示的裝置進行的實驗，
②機械效率：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.4N×0.5m}$×100%≈57%；
實驗3中，h₃=0.1m，s₃=0.3m，所以n₃=$\frac{{s}_{3}}{{h}_{3}}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故實驗3是用丙圖所示的裝置進行的實驗，
機械效率：η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$=$\frac{6N×0.1m}{2.8N×0.3m}$≈71%．
③實驗1和2中，提升重物相同，距離相同，只是滑輪組不同，尤其是動滑輪的個數(shù)不同，實驗2的機械效率低于實驗1，因此可得出：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率越低；
實驗1和3中，滑輪組相同，實驗3提升的重物大于實驗1，機械效率也更高，說明：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
故答案為：
（1）甲；（2）①�。虎�57%；71%；③低；增大提升的物重．

點評 在此實驗中，對滑輪組的分析、機械效率公式的運用和彈簧測力計的正確使用是實驗的基礎，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數(shù)、提升物體重力等多個量的關系，因此，控制變量法的運用也十分關鍵．