Question

18．在“探究哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某小組利用如圖A所示裝置測(cè)得了四組數(shù)據(jù)，如表所示．

試驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）前三次實(shí)驗(yàn)中，第3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)剔除．
（2）第四次實(shí)驗(yàn)中，有用功是0.3 J，滑輪組的機(jī)械效率為83.3%．
（3）該小組設(shè)計(jì)這四次實(shí)驗(yàn)的目的是為了探究滑輪組的機(jī)械效率與物體上升高度的關(guān)系．
（4）小紅在以上實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上多使用一個(gè)滑輪也做了實(shí)驗(yàn)，如圖B所示．
①小紅多使用一個(gè)滑輪，目的是為了改變繩子自由端力的方向；
②當(dāng)兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升同一重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，它們的機(jī)械效率相同（填“相同”或“不相同”），理由是：忽略繩重及摩擦，將同一重物提升相同高度時(shí)做的有用功和總功都相同．

Answer 1

分析 （1）由圖A知，通過(guò)動(dòng)滑輪繩子段數(shù)n，由s=nh分析判斷；
（2）由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)W_有=Gh計(jì)算有用功，由W_總=Fs計(jì)算總功，從而計(jì)算機(jī)械效率；
（3）由表中數(shù)據(jù)，找到相同量和不同量，由控制變量法分析解答；
（4）①觀察A和B圖，根據(jù)滑輪的特點(diǎn)分析解答；
②由題，分析有用功和額定外功的變化情況，從而判斷機(jī)械效率的變化情況．

解答 解：
（1）由圖A知，通過(guò)動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)n=3，所以測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s=3h；
由表中前三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)鉤碼上升的高度8cm，但測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離為26cm，故此次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)剔除；
（2）由第四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，有用功：W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J，
總功：W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J，
所以此次滑輪組的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.3%；
（3）由表格中數(shù)據(jù)可知，這4次實(shí)驗(yàn)中，鉤碼重相同，使用的是同一滑輪組，鉤碼上升高度不同，所以是為探究滑輪組的機(jī)械效率與物體上升高度之間的關(guān)系；
（4）①比較A和B圖，B中滑輪組多使用一個(gè)定滑輪，這樣做的目的是為了改變繩子自由端力的方向；
②因?yàn)锽圖中增加的是一個(gè)定滑輪，且提起同一重物，提升相同高度時(shí)做的有用功相同，若忽略繩重及摩擦，額外功也相同，總功相同，故它們的機(jī)械效率相同．
故答案為：（1）3；（2）0.3；83.3%；（3）物體上升高度；（4）①改變繩子自由端力的方向；②相同；忽略繩重及摩擦，將同一重物提升相同高度時(shí)做的有用功和總功都相同．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，考查了有用功、機(jī)械效率的計(jì)算以及控制變量法的應(yīng)用，都是考試中常見(jiàn)的類(lèi)型，要掌握好．