Question

1．某學(xué)習(xí)小組使用幾個(gè)相同的滑輪分別進(jìn)行機(jī)械效率的測(cè)定，如圖所示．他們將測(cè)得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的高度h、測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，并將計(jì)算出的有用功W_有用、總功W_總和機(jī)械效率η數(shù)據(jù)一并記入下表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W總/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．表格中數(shù)據(jù)★=74.1%；
（2）比較實(shí)驗(yàn)1、2，第2次的機(jī)械效率較低，主要原因是動(dòng)滑輪有重力；
（3）比較實(shí)驗(yàn)2、3，影響這兩次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率不同的主要因素是摩擦，使用滑輪組的優(yōu)點(diǎn)是
省力．
（4）有的同學(xué)認(rèn)為：“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率越高”．你認(rèn)為這句話(huà)是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．你是用實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)1、3兩組數(shù)據(jù)對(duì)比分析來(lái)判斷的．
（5）用裝置3能否探究機(jī)械效率η與鉤碼重G的關(guān)系？如能請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案．如不能請(qǐng)說(shuō)明理由．答：能（選填“能”或“不能”），保持動(dòng)滑輪重力相同（用同一滑輪組），提升不同重力的物體，記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，計(jì)算出每種情況下的機(jī)械效率，分析比較得出相應(yīng)的結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用效率公式求出滑輪組的效率．
（2）實(shí)驗(yàn)1、2的最大不同是滑輪的性質(zhì)不同，1為定滑輪，2為動(dòng)滑輪，而動(dòng)滑輪的重是產(chǎn)生額外功的主要原因之一，據(jù)此可進(jìn)行分析；
（3）實(shí)驗(yàn)2、3中雖然承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)不同，但這不是影響機(jī)械效率的主要原因，這里主要原因應(yīng)該是滑輪組不同的組成，使摩擦的大小發(fā)生了改變，從而影響了機(jī)械效率；滑輪組的優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)方面，即可以省力，有時(shí)也可同時(shí)改變用力方向．
（4）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)拉力與效率的關(guān)系判斷答題；
（5）探究滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼重力關(guān)系時(shí)，應(yīng)當(dāng)在動(dòng)滑輪重力不變前提下，改變鉤碼重力．

解答 解：
（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{總3}}$×100%=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%；
（2）讀圖可知，第2次實(shí)驗(yàn)中滑輪為動(dòng)滑輪，因此，由于動(dòng)滑輪重力的存在，使額外功增加，機(jī)械效率降低；
（3）讀圖可知，第2、3兩次實(shí)驗(yàn)相比較，滑輪組的繞繩方法不同，使得其摩擦力的大小不同，這是造成其機(jī)械效率不同的主要因素；使用滑輪組可以省力，也可以改變用力的方向．
（4）由表中1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)更省力，但它的機(jī)械效率低，由此可知：“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率越高”的說(shuō)法是錯(cuò)誤的．
（5）采用控制變量法的思想，控制動(dòng)滑輪重力相同（選用同一滑輪組），提升不同重力的物體，記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，計(jì)算出每種情況下的機(jī)械效率，分析比較得出相應(yīng)的結(jié)論．
故答案為：（1）74.1%；（2）動(dòng)滑輪有重力；（3）摩擦；省力；（4）錯(cuò)誤；1、3；（5）能；保持動(dòng)滑輪重力相同（用同一滑輪組），提升不同重力的物體，記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，計(jì)算出每種情況下的機(jī)械效率，分析比較得出相應(yīng)的結(jié)論．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)是探究滑輪組機(jī)械效率的基本實(shí)驗(yàn)，主要掌握機(jī)械效率公式的合理運(yùn)用和影響機(jī)械效率大小的因素分析．要明確：影響機(jī)械效率大小的因素主要有三方向，分別是動(dòng)滑輪的重力、摩擦、繩重，據(jù)此結(jié)合實(shí)驗(yàn)圖可對(duì)題目中的考查內(nèi)容做出正確的判斷．