Question

16．如圖是某小組在“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的一個(gè)探究活動(dòng)（不計(jì)繩重及摩擦）．

滑輪組	鉤碼重/N	鉤碼上升的高度/cm	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N	彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離/cm
甲	5	5	2.0	15
乙	5	5	1.7

（1）實(shí)驗(yàn)中，甲滑輪組做的有用功等于（大于/等于/小于）乙滑輪組做的有用功，甲滑輪組的機(jī)械效率為83.3%，乙滑輪組的機(jī)械效率為73.5%（結(jié)果精確到0.1%）．
（2）實(shí)驗(yàn)探究得出的結(jié)論是物重相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小李還認(rèn)為動(dòng)滑輪的機(jī)械效率可能還與鉤碼的重力有關(guān)，并用實(shí)驗(yàn)證明了自己的猜想是正確的，你認(rèn)為小麗的實(shí)驗(yàn)方法是應(yīng)使用同一滑輪組，只改變被提升物體的重力，測量滑輪組的機(jī)械效率進(jìn)行比較．

Answer 1

分析 （1）由圖乙可知通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)，根據(jù)s=nh計(jì)算乙中彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離，由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)W_有=Gh比較兩次實(shí)驗(yàn)的有用功大小，根據(jù)η=$\frac{{W}_{甲有}}{{W}_{甲總}}$計(jì)算兩次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；
（2）找到兩次實(shí)驗(yàn)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，分析出導(dǎo)致機(jī)械效率不同的因素是什么，然后得出結(jié)論．
（3）要探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與鉤碼的重力關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：
（1）由乙圖可知，有4段繩子通過動(dòng)滑輪，所以自由端通過距離s=nh=5cm×4=20cm．
因?yàn)閮苫�輪組提升物重相同且提升高度相同，由W_有用=Gh可知，甲乙兩滑輪組做的有用功相等．
甲滑輪組的機(jī)械效率為：
η_甲=$\frac{{W}_{甲有}}{{W}_{甲總}}$=×100%=$\frac{Gh}{{F}_{甲}{s}_{甲}}$=$\frac{5N×0.05m}{2.0N×0.15m}$×100%≈83.3%；
同理：η_乙=$\frac{Gh}{{F}_{乙}{s}_{乙}}$=×100%=$\frac{5N×0.05m}{1.7N×0.2m}$=×100%≈73.5%．
（2）兩次實(shí)驗(yàn)物重相同時(shí)，使用不同的滑輪組，由于所做的額外功不同，且乙圖中動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低．
（3）滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體重力的關(guān)系，應(yīng)使用同一滑輪組，只改變被提升物體的重力，測量滑輪組的機(jī)械效率進(jìn)行比較．
故答案為：（1）等于；83.3%；73.5%；
（2）物重相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低；
（3）應(yīng)使用同一滑輪組，只改變被提升物體的重力，測量滑輪組的機(jī)械效率進(jìn)行比較．

點(diǎn)評 此題是測量滑輪組的機(jī)械效率，一定要掌握繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系，知道機(jī)械效率是有用功與總功之比．還考查了控制變量法的應(yīng)用．