Question

在探究“影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某同學(xué)用同一滑輪組分別做了三次實驗，如圖所示．實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

鉤碼重力G/N	鉤碼上升的距離h/cm	彈簧測力計的讀數(shù)F/N	彈簧測力計上升的距離s/cm	機械效率
5	5	2.4	20	52.1%
10	5	①	20	68.5%
15	5	5.1	20	②

（1）編號①處數(shù)據(jù)應(yīng)為

 

，編號②數(shù)據(jù)應(yīng)為

 

．（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（2）分析以上實驗數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：同一滑輪組的機械效率主要與

 

有關(guān)．

Answer 1

分析：（1）滑輪組做的有用功是克服鉤碼的重力做的功，即W_有用=Gh；總功是繩子自由端的拉力做的功，即W_總=FS，因此滑輪組機械效率的計算公式是η=

W有用

W總

．
（2）實驗中提升鉤碼的重力不同，機械效率也不同，因此研究的是機械效率與提升鉤碼重力的關(guān)系．

解答：解：（1）①第二次實驗中，機械效率計算公式η=

W有用

W總

=

Gh

FS

，
所以彈簧測力計拉力F=

Gh

ηS

=

10N×0.05m

68.5%×0.2m

≈3.6N；
②第三次實驗中，有用功W_有用=Gh=15N×0.05m=0.75J，W_總=FS=5.1N×0.2m=1.02J，
機械效率η=

W有用

W總

×100%=

0.75J

1.02J

×100%≈73.5%．
（2）實驗選用的是同一滑輪組，繩子的段數(shù)和動滑輪的重力等因素相同，不同的是所提升物體的重力，因此研究的是機械效率和提升物體重力的關(guān)系．
故答案為：（1）3.6、73.5%；（2）提升重物的重力．

點評：影響滑輪組機械效率的因素有提升物體的重力、動滑輪重力、繩子段數(shù)和摩擦等，研究時采用了控制變量法的思想．