Question

8．下面是小華和小明設(shè)計(jì)的“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)．
（1）他們用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)鉤碼重量時(shí)的情形分別如圖甲、乙所示，你認(rèn)為甲是正確的（選填“甲”或“乙”）．

物理量	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)2	實(shí)驗(yàn)3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升的高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	2.0	1.4	2.8
繩端移動(dòng)距離s/m	0.3	0.5	0.3
機(jī)械效率η	67%

（2）他們采用如圖丙、丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，測(cè)得如表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
①通過分析表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)1是用丙圖所示的裝置做的實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率約為57%．
②通過對(duì)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)對(duì)比分析可得出結(jié)論一：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．
③比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可得出正確的結(jié)論二：使用同一滑輪組，增大提升的物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）彈簧測(cè)力計(jì)在使用時(shí)，力的方向應(yīng)與彈簧的軸線一致．
（2）①通過觀察承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，再分析表格中s與h的關(guān)系，可判斷哪是用圖甲、圖乙的裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，再根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的機(jī)械效率；
②比較實(shí)驗(yàn)1和2的條件和機(jī)械效率大小，可得出動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多少對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響；
③比較實(shí)驗(yàn)1和3的條件和機(jī)械效率大小，可得出提升物體的重力大小對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響．

解答 解：
（1）彈簧測(cè)力計(jì)在測(cè)重力時(shí)應(yīng)沿豎直方向使用，故選甲．
（2）①實(shí)驗(yàn)1中，h₁=0.1m，s₁=0.3m，所以n₁=$\frac{{s}_{1}}{{h}_{1}}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故實(shí)驗(yàn)1是用丙圖所示的裝置做的實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)2中，h₂=0.1m，s₂=0.5m，所以n₂=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.5m}{0.1m}$=5，故實(shí)驗(yàn)2是用丁圖所示的裝置做的實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率約為：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$=$\frac{4N×0.1m}{1.4N×0.5m}$×100%≈57%；
實(shí)驗(yàn)3中，h₃=0.1m，s₃=0.3m，所以n₃=$\frac{{s}_{3}}{{h}_{3}}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故實(shí)驗(yàn)3是用丙圖所示的裝置做的實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)3的機(jī)械效率約為：η₃=$\frac{{W}_{有}′}{{W}_{總}′}$=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$=$\frac{6N×0.1m}{2.8N×0.3m}$×100%≈71%；
②實(shí)驗(yàn)1和2中，提升的重物相同，滑輪組不同，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)不同，實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率低于實(shí)驗(yàn)1，因此可得出：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；
③實(shí)驗(yàn)1和3中，滑輪組相同，提升的重物不同，實(shí)驗(yàn)3提升的物重大于實(shí)驗(yàn)1，機(jī)械效率也更高，因此可得出：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）甲；（2）①丙；57%；②越低；③增大提升的物重．

點(diǎn)評(píng) 在此實(shí)驗(yàn)中，對(duì)滑輪組的分析、機(jī)械效率公式的運(yùn)用和彈簧測(cè)力計(jì)的正確使用是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中分別探究了機(jī)械效率高低與動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)、提升物體重力等多個(gè)量的關(guān)系，因此，控制變量法的運(yùn)用也十分關(guān)鍵．