Question

20．某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表，實驗裝置如圖．

物理量	1	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N/	1.8	1.4	2.4
繩端移動距離s/m	0.3	0.5	0.3
機械效率η	74%	57%

（1）通過表中數(shù)據(jù)可分析出實驗1是用甲（甲/乙）圖做的實驗，表中空白處的數(shù)據(jù)是83.3%．（百分號前保留整數(shù)）
（2）通過實驗1和實驗2的數(shù)據(jù)分析可得出結論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率低．比較實驗1和實驗3可得正確結論：使用同一滑輪組，增加物重，可以提高滑輪組的機械效率．
（3）小明所在小組的三個同學，采用實驗1的裝置，提升的鉤碼重都是4N，在勻速拉動過程中讀數(shù)時，測量出來的機械效率也是74%．后來他們又每人做了一次實驗，但是在彈簧測力計靜止時讀數(shù)的，而計算結果分別是73%、75%、78%，再次實驗也是如此，既有機械效率大于74%，也有機械效率小于74%．這是怎么回事呢？簡單說明你的見解．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=nh確定繩子的股數(shù)，判斷是哪一個滑輪組；
根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第三次實驗中滑輪組的機械效率；
（2）比較實驗1和2的條件和機械效率大小，可得出動滑輪個數(shù)多少對滑輪組機械效率的影響；
比較實驗1和3的條件和機械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機械效率的影響；
（3）當彈簧測力計靜止時，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數(shù)會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機械效率偏大；
如果在在拉動彈簧測力計的過程中，沒有勻速拉動，使彈簧測力計做加速或減速運動，彈簧測力計的示數(shù)會偏大或偏小，據(jù)此分析對滑輪組機械效率的影響．

解答 解：
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗1中，s=0.3m，h=0.1m，則n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故實驗1是用甲圖做的實驗；
實驗3中，滑輪組的機械效率η₃═$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）由實驗1和實驗2的數(shù)據(jù)分析：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，動滑輪越重，滑輪組的機械效率低；
比較實驗1和3可知，使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高；
（3）如讓彈簧測力計靜止時讀數(shù)，則減小了一部分由于摩擦造成的額外功，因此測得的機械效率偏大；
但是在拉動彈簧測力計的過程中，如果使彈簧測力計做加速運動，彈簧測力計的示數(shù)會偏大，在有用功一定的情況下，總功增大，會造成機械效率偏小；
如果使彈簧測力計做減速運動，彈簧測力計的示數(shù)會偏小，在有用功一定的情況下，總功增大，會造成機械效率偏大；
所以才會出現(xiàn)上面的三種情況．
故答案為：（1）甲；83.3%；（2）低；增加物重；（3）見解答過程．

點評 在此實驗中，對滑輪組的分析、機械效率公式的運用是實驗的基礎，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數(shù)、提升物體重力等多個量的關系，因此，控制變量法的運用也十分關鍵．