Question

小明學(xué)過(guò)“機(jī)械效率”后，產(chǎn)生了一個(gè)疑問(wèn)：“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率是否越高”．針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，小明利用不同的滑輪組勻速提升同一重物，得到如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	測(cè)力計(jì)拉力F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m	機(jī)械效率η
1	2	0.1	0.8	0.3	83.3%
2	2	0.1	0.6	0.5
3	2	0.1	0.5	0.7	57.1%

（1）請(qǐng)根據(jù)小明第一次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在下面的虛線框內(nèi)畫(huà)出相應(yīng)的滑輪組；

（2）計(jì)算第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率并將數(shù)據(jù)填入表中的空格處；
（3）通過(guò)分析上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，針對(duì)小明的疑問(wèn)，你能得到的結(jié)論是：

 

；
（4）從上表可以看出，不同滑輪組的機(jī)械效率不同．小明認(rèn)為：對(duì)于同一滑輪組，它的機(jī)械效率也可能不同．
①請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)，簡(jiǎn)要分析這位同學(xué)的結(jié)論是否正確？（分析過(guò)程可不考慮摩擦和繩重）
②請(qǐng)你簡(jiǎn)要回答，如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步的驗(yàn)證．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)繩端移動(dòng)的距離和物體上升的高度確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù)．從而畫(huà)出滑輪組的繞法．
（2）根據(jù)滑輪組機(jī)械效率的概念．η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

（3）首先根據(jù)測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離和鉤碼上升的高度，確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù)．比較幾次繩子段數(shù)的多少和機(jī)械效率的高低，從而得出結(jié)論．
（4）滑輪組的機(jī)械效率是有用功與總功之比，若用同一個(gè)滑輪組，所做的額外功相同．若被提升的物體越重，所做的有用功越多，則有用功在總功中所占的比值越大，機(jī)械效率越高．
利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，需要使用同一個(gè)滑輪組，分別提升不同的重物，測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：（1）從第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離是鉤碼上升高度的3倍，所以此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重．
故答案為：．
（2）η=

Gh

Fs

=

2N×0.1m

0.6N×0.5m

=66.7%
故答案為：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	測(cè)力計(jì)拉力F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m	機(jī)械效率η
1	2	0.1	0.8	0.3	83.3%
2	2	0.1	0.6	0.5	66.7%
3	2	0.1	0.5	0.7	57.1%

（3）從三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)分別為3、5、7段，1、2、3次實(shí)驗(yàn)越來(lái)越省力，但比較機(jī)械效率的大小，滑輪組越省力，機(jī)械效率越低．
故答案為：使用滑輪組不是越省力，機(jī)械效率越高；越省力，機(jī)械效率越低．
（4）①在不考慮繩重和摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率為η=

W有

W總

=

1

1+ G動(dòng) G物

∵同一滑輪組G_動(dòng)不變，當(dāng)G_物增大時(shí)，η也在增大．因此，對(duì)同一滑輪組，當(dāng)改變物重時(shí)，可以改變滑輪組的機(jī)械效率，此同學(xué)的結(jié)論是正確的．
②在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，任選一個(gè)滑輪組，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出不同物重時(shí)拉力的大小，計(jì)算出機(jī)械效率在進(jìn)行比較．

點(diǎn)評(píng)：此題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，主要考查了機(jī)械效率的計(jì)算、滑輪組的組裝．同時(shí)還考查了影響滑輪組機(jī)械效率的因素．好多同學(xué)認(rèn)為滑輪組越省力，機(jī)械效率越高這是錯(cuò)誤的．