Question

18．在“探究哪些因素影響滑輪組的機械效率”的實驗中，某小組利用如圖A所示裝置測得了四組數(shù)據(jù)，如表所示．

試驗次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	測力計的示數(shù)F/N	測力計移動的距離s/cm
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）前三次實驗中，第3 次實驗數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯誤，應(yīng)當剔除．
（2）第四次實驗中，有用功是0.3 J，滑輪組的機械效率為83.3%．
（3）該小組設(shè)計這四次實驗的目的是為了探究滑輪組的機械效率與物體上升高度的關(guān)系．
（4）小紅在以上實驗的基礎(chǔ)上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖B所示．
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變繩子自由端力的方向；
②當兩位同學使用各自的滑輪組提升同一重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率相同（填“相同”或“不相同”），理由是：忽略繩重及摩擦，將同一重物提升相同高度時做的有用功和總功都相同．

Answer 1

分析 （1）由圖A知，通過動滑輪繩子段數(shù)n，由s=nh分析判斷；
（2）由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)W_有=Gh計算有用功，由W_總=Fs計算總功，從而計算機械效率；
（3）由表中數(shù)據(jù)，找到相同量和不同量，由控制變量法分析解答；
（4）①觀察A和B圖，根據(jù)滑輪的特點分析解答；
②由題，分析有用功和額定外功的變化情況，從而判斷機械效率的變化情況．

解答 解：
（1）由圖A知，通過動滑輪的繩子段數(shù)n=3，所以測力計移動的距離s=3h；
由表中前三次實驗數(shù)據(jù)可知，第3次實驗鉤碼上升的高度8cm，但測力計移動的距離為26cm，故此次實驗數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯誤，應(yīng)當剔除；
（2）由第四次實驗數(shù)據(jù)可得，有用功：W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J，
總功：W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J，
所以此次滑輪組的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.3%；
（3）由表格中數(shù)據(jù)可知，這4次實驗中，鉤碼重相同，使用的是同一滑輪組，鉤碼上升高度不同，所以是為探究滑輪組的機械效率與物體上升高度之間的關(guān)系；
（4）①比較A和B圖，B中滑輪組多使用一個定滑輪，這樣做的目的是為了改變繩子自由端力的方向；
②因為B圖中增加的是一個定滑輪，且提起同一重物，提升相同高度時做的有用功相同，若忽略繩重及摩擦，額外功也相同，總功相同，故它們的機械效率相同．
故答案為：（1）3；（2）0.3；83.3%；（3）物體上升高度；（4）①改變繩子自由端力的方向；②相同；忽略繩重及摩擦，將同一重物提升相同高度時做的有用功和總功都相同．

點評 本題是探究哪些因素影響滑輪組的機械效率的實驗，考查了有用功、機械效率的計算以及控制變量法的應(yīng)用，都是考試中常見的類型，要掌握好．