Question

2．如圖所示的裝置是我國(guó)古代勞動(dòng)人民發(fā)明的提物工具--“差動(dòng)滑輪”，俗稱(chēng)“神仙葫蘆”．它的上半部分是由固定在一起半徑分別為r和R的兩個(gè)齒輪組成，能繞中心軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，下半部分是一個(gè)動(dòng)滑輪．封閉的鏈條繞過(guò)滑輪，動(dòng)滑輪下面懸掛著重為G的重物．為了探究“神仙葫蘆”的作用及機(jī)械效率，小明做了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）在動(dòng)滑輪上掛重為150N的物體，用力F拉動(dòng)鏈條使物體勻速上升了1m，小明測(cè)得拉力F=40N，則小明可得出的初步結(jié)論是，使用“神仙葫蘆”可以省力；
（2）在上述情況下，小明又測(cè)得動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)了5m，則在這個(gè)過(guò)程中，“神仙葫蘆”的機(jī)械效率為75%%．
（3）為了探究“神仙葫蘆”的機(jī)械效率與什么因素有關(guān)，請(qǐng)你做出一個(gè)合理的猜想并設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你的想法．
①你的猜想：“神仙葫蘆”的機(jī)械效率可能與提起物體的重力有關(guān)；
②實(shí)驗(yàn)方案：在動(dòng)滑輪上掛上重力不同的物體，重做以上實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出其機(jī)械效率與原來(lái)的機(jī)械效率比較．

Answer 1

分析 （1）由題從提起物體的重力和拉力可知使用“神仙葫蘆”的作用；
（2）根據(jù)根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$計(jì)算神仙葫蘆的機(jī)械效率；
（3）猜想神仙葫蘆的機(jī)械效率可能與提起的物重有關(guān)，根據(jù)控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：
（1）由題動(dòng)滑輪上掛重為150N的物體，拉力F=40N，則可得出的初步結(jié)論是，使用“神仙葫蘆”可以省力；
（2）神仙葫蘆的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{150N×1m}{40N×5m}$×100%=75%；
（3）①猜想：“神仙葫蘆”的機(jī)械效率可能提起物體的重力有關(guān)；
②實(shí)驗(yàn)方案：在動(dòng)滑輪上掛上重力不同的物體，重做以上實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出其機(jī)械效率與原來(lái)的機(jī)械效率比較．
故答案為：
（1）省；
（2）75%；
（3）①提起物體的重力；②在動(dòng)滑輪上掛上重力不同的物體，重做以上實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出其機(jī)械效率與原來(lái)的機(jī)械效率比較．

點(diǎn)評(píng) 本題考查神仙葫蘆的作用、機(jī)械效率的計(jì)算和影響因素的理解，機(jī)械效率的因素可能不止一個(gè)，所以第（3）的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要注意控制變量．