Question

20．下面是小明和小紅的“測量滑輪組的機械效率”實驗報告．
實驗名稱：測量滑輪組的機械效率
實驗步驟：
（1）用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入表格．
（2）按如安裝滑輪組，分別記下鉤碼和彈簧測力計的位置．
（3）拉動彈簧測力計并讀出拉力F的值，用刻度尺測出的鉤碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s，將這三個量填入表格．
（4）算出有用功W_有、總功W_總、機械效率η并填入表格．
（5）改變鉤碼上升的高度，重復上面的實驗，記錄并計算實驗數(shù)據(jù)．
實驗記錄：

實驗次數(shù)	鉤碼重力G/N	物體上升的高度h/cm	有用功W有/J	拉力F/N	彈簧測力計移動的距離s/cm	總功W總/J	機械效率η
1	6	3.00	18.00	2.38	9.00	21.42	84.0%
2	6	5.00	30.00	2.40	15.00	36.00	83.3%
3	6	8.00	48.00	2.36	24.00	56.64	84.7%
4	6	10.00	60.00	2.35	30.00	70.50	85.1%

實驗結(jié)論：在忽略繩子的重力和摩擦的情況下，滑輪組的機械效率與所提升物體的重力和高度無關(guān)．
請你評價小明和小紅的實驗報告．
（1）指出實驗步驟中存在的錯誤和不足；
（2）從理論上分析說明他們實驗結(jié)論的局限性．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)有用功W_有用=Gh和總功W_總=Fs分析表中計算功的錯誤原因；
根據(jù)控制變量法，研究機械效率與物體的重力關(guān)系時，應改變提升的物體重力大��；
（2）用歸納法得出普遍性的結(jié)論要滿足2個條件：一是樣本要有代表性，二是樣本數(shù)量足夠多．

解答 解：（1）①表中有用功W_有用=Gh和總功W_總=Fs的計算值都是錯誤的，原因在于計算時，物體上升的高度和測力計通過的距離均以cm為單位，在計算時沒有換算成國際單位m；
②在研究滑輪組機械效率與物體的重力關(guān)系時，應改變提升的物體重力大小，由表中數(shù)據(jù)可知，小明和小紅沒有改變提升物體的重力大小，故無法得出機械效率大小與提升物體重力的關(guān)系；
（2）研究滑輪組機械效率與所提升物體高度的關(guān)系時，要控制物體的重力相同，為使結(jié)論具有普遍性，應換用不同的滑輪組多次實驗；原實驗只使用了一個滑輪組做了實驗；
研究滑輪組機械效率與所提升物體重力的關(guān)系時，應改變物體的重力大小，使用不同的滑輪組做實驗，而原實驗沒有改變物體的重力用只使用了同一滑輪組做實驗．
故答案為：（1）有用功和總功計算錯誤；在研究滑輪組機械效率與物體的重力關(guān)系時，小明和小紅沒有改變提升物體的重力大小；
（2）研究滑輪組機械效率與所提升物體高度的關(guān)系時，原實驗只使用了一個滑輪組做了實驗；
研究滑輪組機械效率與所提升物體重力的關(guān)系時，原實驗沒有改變物體的重力且只使用了同一滑輪組做實驗．

點評 本題測量滑輪組的機械效率，考查實驗的評估能力及控制變量法和歸納的運用．