Question

4．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．
（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計(jì)的示數(shù)F為1.2N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計(jì)移動(dòng)距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為66.7%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重（克服摩擦力）等做功．
（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測量并計(jì)算得到如表所示的兩組數(shù)據(jù)：

次數(shù)	鉤碼 懸掛點(diǎn)	鉤碼總重 G/N	鉤碼移動(dòng)距離 h/m	拉力 F/N	測力計(jì)移動(dòng)距離 s/m	機(jī)械效率 η/%
1	A點(diǎn)	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B點(diǎn)	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：不能，原因是兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置或者僅根據(jù)一次對比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的．

Answer 1

分析 （1）先計(jì)算出有用功（W_有用=Gh）和總功（W_總=Fs）
再由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$算出機(jī)械效率．
由額外功產(chǎn)生的原因解答．
（2）通過探究實(shí)驗(yàn)來得出結(jié)論時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，同時(shí)，分析機(jī)械效率的影響因素也應(yīng)采取控制變量法，這樣才能得出正確結(jié)論．根據(jù)這一思路來對最后的問題做出判斷．

解答 解：（1）W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J；
W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$≈66.7%
因?yàn)楦軛U自身有重力，提升物體的同時(shí)也要提升杠桿，即克服杠桿自重做功，就有了額外功；
（2）分析機(jī)械效率的影響因素應(yīng)采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持位置不變，而實(shí)驗(yàn)中，兩次鉤碼懸掛的位置是不同的．同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出有說服力的正確結(jié)論，只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的．
故答案為：（1）66.7；由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重（克服摩擦力）等做功；
（2）不能；兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置  或者  僅根據(jù)一次對比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的．

點(diǎn)評 此題主要考查彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和功的計(jì)算，以及機(jī)械效率等，是一道綜合題，屬于中檔題．