Question

在測(cè)滑輪組效率的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成了該實(shí)驗(yàn)．下表是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)記錄：

實(shí)驗(yàn)小組	鉤碼重G/N	動(dòng)滑輪重G/N	拉力F/N	滑輪組的機(jī)械效率η
1	2	0.3	1.1	60.6%
2	2	0.4	1.2

（1）在表中空白處寫(xiě)出機(jī)械效率的值；
（2）分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素是

 

．
（3）小聰在完成該實(shí)驗(yàn)后猜想：滑輪組的機(jī)械效率可能還與鉤碼重有關(guān)．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案探究這乙猜想，要求寫(xiě)出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟．
實(shí)驗(yàn)步驟：

Answer 1

分析：（1）與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為3段，因此繩子自由端移動(dòng)的距離是物體升高距離的3倍，根據(jù)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，鉤碼重相同，動(dòng)滑輪重不同，機(jī)械效率也不同．
（3）探究滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼重力關(guān)系時(shí)，應(yīng)當(dāng)在動(dòng)滑輪重力不變前提下，改變鉤碼重力．

解答：解：（1）有用功W_有用=Gh，總功W_總=Fs=F?nh，則滑輪組機(jī)械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

=

2N

1.2N×3

×100%=55.6%；
（2）滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的重力、動(dòng)滑輪重力、繩子重力及摩擦有關(guān)，從表中數(shù)據(jù)可以看出，影響滑輪組機(jī)械效率的因素是動(dòng)滑輪重力，提升物體重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
（3）采用控制變量法的思想，控制動(dòng)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(cè)力計(jì)示數(shù)，計(jì)算出每種情況下的機(jī)械效率，分析比較得出相應(yīng)的結(jié)論．
故答案為：（1）55.6%；
（2）動(dòng)滑輪重力；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：
①組成一個(gè)滑輪組，保持滑輪組的組合不變，改變鉤碼的重，分別測(cè)出各次的機(jī)械效率；
②比較它們機(jī)械效率的大小，得出結(jié)論．

點(diǎn)評(píng)：（1）物體升高的高度為h，繩子自由端移動(dòng)的距離為S，二者之間的關(guān)系是S=nh，n指與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)；
（2）滑輪組的機(jī)械效率計(jì)算簡(jiǎn)式為械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

；
（3）使用滑輪組時(shí)，額外功主要消耗在克服動(dòng)滑輪重力、繩子重力及摩擦上，增加鉤碼的重力，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，機(jī)械效率變大．