Question

小霞在做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)前猜想，滑輪組機(jī)械效率的大小可能與三個(gè)因素有關(guān)：（1）所提物體的重力；（2）動(dòng)滑輪的重力；（3）繩子的繞法．
為了驗(yàn)證自己的猜想，她做了四次實(shí)驗(yàn)，如圖所示（實(shí)驗(yàn)所用的每個(gè)滑輪重力相同）．第1、2次實(shí)驗(yàn)是用甲滑輪組，第3次實(shí)驗(yàn)是用替換了一個(gè)更重的動(dòng)滑輪，第4次實(shí)驗(yàn)是把第1次實(shí)驗(yàn)的滑輪組換了種繞法．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	鉤碼重力/N	鉤碼勻速上升的距離/m	繩子自由端的拉力F/N	繩子自由端移動(dòng)的距離/m	機(jī)械效率/%
1	2	0.1	1.2	0.2	83.3
2	4	0.1	2.3	0.2	87.0
3	4	0.1	2.7	0.2	74.1
4	2	0.1	0.8	0.3

（1）分析對(duì)比第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)猜想（1）可得結(jié)論：

在動(dòng)滑輪重和繩子繞法相同時(shí)，機(jī)械效率與物重有關(guān)，物體越重，機(jī)械效率越高

；
（2）分析對(duì)比第2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)猜想（2）可得結(jié)論：

在物重和繩子繞法相同時(shí)，機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重有關(guān)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低

；
（3）將第4次實(shí)驗(yàn)的繩子繞法在丙滑輪組上畫出，并在數(shù)據(jù)表中算出機(jī)械效率

83.3%

；
（4）對(duì)比第

1

、

4

兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知滑輪組機(jī)械效率與繩子繞法

無(wú)關(guān)

（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）；
（5）小霞做完實(shí)驗(yàn)后考慮還有什么方法提高滑輪組的機(jī)械效率，請(qǐng)你幫她提一個(gè)意見(jiàn)

給滑輪組上潤(rùn)滑油（或用更輕的繩子）

．

Answer 1

分析：（1）分析比較1、2，其它因素相同，鉤碼重力不同，鉤碼越重，機(jī)械效率越高；
（2）分析對(duì)比第2、3，鉤碼重力相同，拉力不同，說(shuō)明動(dòng)滑輪重力不同，且動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低；
（3）分析第4此實(shí)驗(yàn)中s與h的關(guān)系，根據(jù)s=nh判斷出承擔(dān)物重的繩子段數(shù)并繞線；
并根據(jù)公式η=

Gh

Fs

×100%計(jì)算出機(jī)械效率；
（4）1、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鉤碼重和動(dòng)滑輪重相同，繩子的繞線方法不同，但機(jī)械效率相同，得出機(jī)械效率與繩子繞法無(wú)關(guān)；
（5）影響機(jī)械效率的大小的因素一個(gè)關(guān)鍵是額外功，根據(jù)額外功產(chǎn)生的原因進(jìn)行解答．

解答：解：（1）第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，動(dòng)滑輪的重力和繩子的繞法相同，鉤碼重力不同，機(jī)械效率不同，鉤碼越重，效率越高，得出在動(dòng)滑輪重和繩子繞法相同時(shí)，機(jī)械效率與物重有關(guān)，物體越重，機(jī)械效率越高；
（2）第2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，被提升的物重和繩子的繞線相同，動(dòng)滑輪重力不同，且動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低，可知在物重和繩子繞法相同時(shí)，機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重有關(guān)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低；
（3）由4知，s為h的3倍，所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，應(yīng)從動(dòng)滑輪繞起，如圖所示：
；
η=

Gh

Fs

×100%=

2N×0.1m

0.8N×0.3m

×100%=83.3%；
（4）1、4兩次實(shí)驗(yàn)，被提升的物重和動(dòng)滑輪重相同，繩子的繞線不同，機(jī)械效率相同，可知滑輪組機(jī)械效率與繩子繞法無(wú)關(guān)；
（5）提高滑輪組的機(jī)械效率，若有用功相同，應(yīng)盡量減小額外功，可給滑輪組加潤(rùn)滑油，用更輕的繩子．
故答案為：（1）在動(dòng)滑輪重和繩子繞法相同時(shí)，機(jī)械效率與物重有關(guān)，物體越重，機(jī)械效率越高；
（2）在物重和繩子繞法相同時(shí)，機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重有關(guān)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低；
（3）見(jiàn)上圖；83.3%；
（4）1；4；無(wú)關(guān)；
（5）給滑輪組上潤(rùn)滑油 （或用更輕的繩子）．

點(diǎn)評(píng)：此題是“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)，考查了機(jī)械效率的計(jì)算、滑輪組的繞線及控制變量法的應(yīng)用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出影響滑輪組機(jī)械效率的因素．