Question

（2013?營(yíng)口一模）在探究“滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組做出了如下猜想：
A．滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪自重有關(guān)
B．滑輪組的機(jī)械效率與所提的物重有關(guān)
C．滑輪組的機(jī)械效率與繩重有關(guān)
D．滑輪組的機(jī)械效率與繩和滑輪之間的摩擦有關(guān)
針對(duì)上述猜想，該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)得三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，其中第1、2、3次實(shí)驗(yàn)的裝置分別如圖甲、乙、丙所示．

次數(shù)	鉤碼重 G/N	鉤碼上 高度h/m	有用功 W有/J	測(cè)力計(jì) 拉力F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng) 距離s/m	總功 W總/J	機(jī)械效率 η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1	0.4	1.1	0.5	0.55	72.7%

（1）第3次實(shí)驗(yàn)中所做的有用功是

0.4

J，機(jī)械效率是

72.7%

．
（2）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上

勻速

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（3）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)，可以證明猜想

B

（填字母）是正確的．
（4）比較第

2、3

次實(shí)驗(yàn)可以證明猜想A是正確的，這是因?yàn)閯?dòng)滑輪自重增大，對(duì)動(dòng)滑輪所做的額外功

增大

（填“增大”或“減小”）．
（5）請(qǐng)你就如何提高滑輪組機(jī)械效率的問題提出兩點(diǎn)合理建議：
建議一：

選用較輕的動(dòng)滑輪組裝滑輪組

；
建議二：

對(duì)于給定的滑輪組，增大提起物體的重力

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，利用W=Gh求出有用功，根據(jù)η=

W有

W總

求出機(jī)械效率；
（2）根據(jù)二力平衡的知識(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的力是平衡力；
（3）在第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)中，使用的滑輪組相同，但提升的重物不同，則機(jī)械效率也不同．
（4）在第2次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)中，提升的重物相同，而動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)不同，則機(jī)械效率也不同．
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知影響滑輪組機(jī)械效率的因素?fù)?jù)此提出提高機(jī)械效率的方法．

解答：解：
（1）第3次實(shí)驗(yàn)中：
有用功：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
機(jī)械效率：
η=

W有

W總

=

0.4J

0.55J

≈72.7%；
（2）實(shí)驗(yàn)中研究的是繩子拉力，只有鉤碼勻速上升時(shí)，受到平衡力的作用，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于繩子的拉力；
（3）在第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)中，是使用了同一滑輪組，但物重不同，物重大的，機(jī)械效率要高，故可以證明猜想B是正確的；
（4）要驗(yàn)證滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪自重有關(guān)，應(yīng)保持有用功相同，改變動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故第2次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)符合；
這是因?yàn)閯?dòng)滑輪自重增大，動(dòng)滑輪所做的額外功增加，額外功所占總功增大，機(jī)械效率減��；
（5）由以上分析可見，影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率的因素有：物體的重力、動(dòng)滑輪的重力，
因此提高機(jī)械效率就應(yīng)從這這兩個(gè)方面考慮；動(dòng)滑輪的重力越小、所提物體越重滑輪組的機(jī)械效率越高．
故答案為：
（1）0.4；72.7%；
（2）勻速； 
（3）B；
（4）2、3；增大； 
（5）選用較輕的動(dòng)滑輪組裝滑輪組；對(duì)于給定的滑輪組，增大提起物體的重力．

點(diǎn)評(píng)：本題通過運(yùn)用控制變量法的思想分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率的因素，并且考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算和提高滑輪組機(jī)械效率的方法，重點(diǎn)考查了學(xué)生的分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．