Question

5．在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)用同樣的滑輪安裝了如圖甲、乙所示的滑輪組，實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表所示．

次數(shù)	物體的重力G/N	提升高度h/m	拉力F/N	繩端移動的距離s/m	機(jī)械效率η
1	2	0.1	1	0.3	66.7%
2	3	0.1	1.4	0.3	71.4%
3	4	0.1	1.8	0.3	74.1%
4	2	0.1	1.5	0.2

（1）表格內(nèi)的第4次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)補(bǔ)充的數(shù)據(jù)是66.7%（結(jié)果精確到0.1%）．這次數(shù)據(jù)是用圖中乙（選填“甲”或“乙”）所示的滑輪組測得的．
（2）分析比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判定，若要增大滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)該增大物體的重力，在第1次實(shí)驗(yàn)中，拉力F所做的額外功為0.1J．
（3）某同學(xué)認(rèn)為，使用相同的滑輪所組成的滑輪組提升同一個(gè)重物時(shí)，越省力的滑輪組其機(jī)械效率越高，他的想法正確嗎？請你利用補(bǔ)充完整后的表格中的數(shù)據(jù)說明你的判斷：不正確，理由是第1次比第4次省力，但兩次的機(jī)械效率卻相同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；然后根據(jù)s=nh求出提升物體繩子的條數(shù)，從而確定滑輪組的裝置；
（2）比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鉤碼升高的距離相同，繩子自由端移動的距離相同，說明使用的是同一裝置，所做的額外功相同，提起的重物不同，機(jī)械效率不同據(jù)此得出結(jié)論；
先根據(jù)W_有=Gh和W_總=Fs求出有用功和總功，然后根據(jù)W_總=W_有+W_額即可求出拉力所做的額外功；
（3）比較1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并得出相應(yīng)的結(jié)論．

解答 解：
（1）第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{1.5N×0.2m}$×100%≈66.7%；
由s=nh可得，n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.2m}{0.1m}$=2，圖乙中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為2，故選擇裝置乙；
（2）比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，對于同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高，因此增大物體的重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
根據(jù)第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J；
W_總=Fs=1N×0.3m=0.3J；
由W_總=W_有+W_額可得，額外功：W_額=W_總-W_有=0.3J-0.2J=0.1J；
（3）不正確；比較第1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，提升相同的重物，第1次比第4次省力，但兩次的機(jī)械效率卻相同．
故答案為：（1）66.7%；乙；（2）增大物體的重力；0.1；（3）不正確；第1次比第4次省力，但兩次的機(jī)械效率卻相同．

點(diǎn)評 關(guān)于探究影響滑輪組機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)，要知道物體越重，做的有用功越多，機(jī)械效率越高；動滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．