Question

1．某學(xué)習(xí)小組使用幾個相同的滑輪分別進行機械效率的測定，如圖所示．他們將測得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的高度h、測力計移動的距離s，并將計算出的有用功W_有用、總功W_總和機械效率η數(shù)據(jù)一并記入下表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W總/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）在實驗操作中應(yīng)豎直向上拉動彈簧測力計．表格中數(shù)據(jù)★=74.1%；
（2）比較實驗1、2，第2次的機械效率較低，主要原因是動滑輪有重力；
（3）比較實驗2、3，影響這兩次實驗機械效率不同的主要因素是摩擦，使用滑輪組的優(yōu)點是
省力．
（4）有的同學(xué)認為：“機械越省力，它的機械效率越高”．你認為這句話是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的．你是用實驗中收集的數(shù)據(jù)1、3兩組數(shù)據(jù)對比分析來判斷的．
（5）用裝置3能否探究機械效率η與鉤碼重G的關(guān)系？如能請簡要寫出實驗方案．如不能請說明理由．答：能（選填“能”或“不能”），保持動滑輪重力相同（用同一滑輪組），提升不同重力的物體，記錄彈簧測力計示數(shù)，計算出每種情況下的機械效率，分析比較得出相應(yīng)的結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用效率公式求出滑輪組的效率．
（2）實驗1、2的最大不同是滑輪的性質(zhì)不同，1為定滑輪，2為動滑輪，而動滑輪的重是產(chǎn)生額外功的主要原因之一，據(jù)此可進行分析；
（3）實驗2、3中雖然承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)不同，但這不是影響機械效率的主要原因，這里主要原因應(yīng)該是滑輪組不同的組成，使摩擦的大小發(fā)生了改變，從而影響了機械效率；滑輪組的優(yōu)點有兩個方面，即可以省力，有時也可同時改變用力方向．
（4）分析表中實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)拉力與效率的關(guān)系判斷答題；
（5）探究滑輪組的機械效率與鉤碼重力關(guān)系時，應(yīng)當(dāng)在動滑輪重力不變前提下，改變鉤碼重力．

解答 解：
（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第三次實驗時滑輪組的機械效率：η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{總3}}$×100%=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%；
（2）讀圖可知，第2次實驗中滑輪為動滑輪，因此，由于動滑輪重力的存在，使額外功增加，機械效率降低；
（3）讀圖可知，第2、3兩次實驗相比較，滑輪組的繞繩方法不同，使得其摩擦力的大小不同，這是造成其機械效率不同的主要因素；使用滑輪組可以省力，也可以改變用力的方向．
（4）由表中1、3兩次實驗數(shù)據(jù)可知，第3次實驗更省力，但它的機械效率低，由此可知：“機械越省力，它的機械效率越高”的說法是錯誤的．
（5）采用控制變量法的思想，控制動滑輪重力相同（選用同一滑輪組），提升不同重力的物體，記錄彈簧測力計示數(shù)，計算出每種情況下的機械效率，分析比較得出相應(yīng)的結(jié)論．
故答案為：（1）74.1%；（2）動滑輪有重力；（3）摩擦；省力；（4）錯誤；1、3；（5）能；保持動滑輪重力相同（用同一滑輪組），提升不同重力的物體，記錄彈簧測力計示數(shù)，計算出每種情況下的機械效率，分析比較得出相應(yīng)的結(jié)論．

點評 本實驗是探究滑輪組機械效率的基本實驗，主要掌握機械效率公式的合理運用和影響機械效率大小的因素分析．要明確：影響機械效率大小的因素主要有三方向，分別是動滑輪的重力、摩擦、繩重，據(jù)此結(jié)合實驗圖可對題目中的考查內(nèi)容做出正確的判斷．