Question

15．在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(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)，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/N	動(dòng)滑輪重G/N	拉力F/N	機(jī)械效率η
1	1.5	0.3	0.7	71.4%
2	1.5	0.5	0.8

（1）請(qǐng)計(jì)算出第2實(shí)驗(yàn)小組的機(jī)械效率，并填寫在表中．
（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動(dòng)滑輪重力．
（3）李明在完成該實(shí)驗(yàn)后猜想：同一滑輪組的機(jī)械效率可能還與鉤碼的重力有關(guān)，并設(shè)計(jì)一個(gè)正確的實(shí)驗(yàn)方案．在實(shí)驗(yàn)中李明必須控制不同B．（只填序號(hào)，選項(xiàng)唯一）
A．鉤碼的重力    B．動(dòng)滑輪的重力    C．定滑輪的重力．

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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{Fn}$=$\frac{1.5N}{0.8×3}$×100%=62.5%；
（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），其具體步驟是：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；比較它們機(jī)械效率的大小，得出結(jié)論．
故答案為：（1）62.5%；
（2）動(dòng)滑輪重力；
（3）見上述步驟；B．

點(diǎn)評(píng) 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．