Question

4．某小組同學(xué)在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)時，提出了一些猜想，小組將對猜想進行驗證．
（1）如果影響機械效率的因素有多個，要研究機械效率與某個因素的關(guān)系，需要先控制其他幾個因素不變，這種方法在科學(xué)探究中被稱作控制變量法．
（2）下列A、B是同學(xué)提出的兩個猜想：
猜想A：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關(guān)；
猜想B：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關(guān)．
（3）為了驗證上述猜想是否正確，同學(xué)們準備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進行實驗．
（a）按圖1、3或2、4滑輪組準備做的兩個實驗是用來驗證猜想A的，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小相等（相等/不相等），則可初步判斷猜想A是錯誤的；
（b）按圖1、2或者3、4滑輪組準備做的兩個實驗是用來驗證猜想B的，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小不相等，則可初步判斷猜想B是正確（正確/錯誤）的．
（c）為了測量繩子自由端的拉力F，A同學(xué)認為應(yīng)該在彈簧測力計靜止時讀數(shù)，B同學(xué)認為應(yīng)該在緩慢勻速提升時讀數(shù)，正確的是B（選填“A”或“B”）同學(xué)的方法．
（d）實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功．
（4）接著，小組進行了實驗驗證．

Answer 1

分析 （1）物理學(xué)中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．
（3）a、要探究滑輪組的機械效率與滑輪組細線的繞法是否有關(guān)，需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同外，還要提起相同的重物；
b、要探究滑輪組的機械效率與滑輪組提升的物重是否有關(guān)，需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同外，還要相同的繞線方法．
c、在使用滑輪組時，滑輪組還要克服一些機械摩擦，所以要測量滑輪組的機械效率，需使物體上升進行讀數(shù)；
d、根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可知，實驗中需測量G、h、F、s，在測量h和s時，需分別記錄下物體和測力計的初始位置．

解答 解：（1）影響機械效率的因素有多個，要研究機械效率與某個因素的關(guān)系，需要先控制其他幾個因素不變，這種方法在科學(xué)探究中被稱作控制變量法；
（3）a、要探究滑輪組的機械效率與滑輪組細線的繞法是否有關(guān)，需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同，還要提起相同的物重，所以選擇的是圖1、3或圖2、4；若實驗測得兩個滑輪組的機械效率大小相等，說明機械效率與繞線方法無關(guān)，可初步判斷猜想是錯誤的；
b、要探究滑輪組的機械效率與滑輪組提升的物重是否有關(guān)，需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同，還要保持繞線方法相同，所以選擇的是圖1、2或3、4；若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小不相等，說明機械效率與物重有關(guān)，可初步判斷猜想是正確的．
c、為了正確測量滑輪組提升物體時的拉力，需在緩慢勻速提升時讀數(shù)，B同學(xué)正確．
d、實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，計算有用功和總功．
故答案為：（1）控制變量法；（3）（a）1、3或2、4；相等；（b）1、2或者3、4；正確；（c）B；（d）測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功．

點評 探究影響滑輪組機械效率的因素，需要應(yīng)用控制變量法；
滑輪組的機械效率的高低與提起的物重、動滑輪的重、繩重、摩擦有關(guān)．與滑輪的繞法、升高的距離沒有關(guān)系．