Question

9．在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，某組同學用同樣的滑輪安裝了如圖甲、乙所示的滑輪組，實驗測得的數據如下表所示．

次數	物體的重力 G/N	提升高度 h/m	拉力 F/N	繩端移動的距離s/m	機械效率 η
1	2	0.1	1	0.3	66.7%
2	3	0.1	1.4	0.3	71.4%
3	4	0.1	1.8	0.3	74.1%
4	2	0.1	1.5	0.2

（1）表格內第4次實驗中，拉力所做的總功是0.3J，滑輪組提起物體所做的有用功是0.2J，機械效率是66.7%（結果精確到0.1%），這次數據是用圖中乙（選填“甲”或“乙”）所示的滑輪組測得的．
（2）分析比較第1、2、3次實驗數據可以判定，若要增大滑輪組的機械效率，應該增大物體的重力．
（3）某同學認為，使用相同的滑輪所組成的滑輪組提升同一個重物時，越省力的滑輪組其機械效率越大，他的想法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的．因為根據補充完整后的表格中的數據可以判斷：第1次比第4次省力，但兩次的機械效率卻相同．

Answer 1

分析 （1）根據公式W_總=Fs計算做功，W_有=Gh計算有用功，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算第四次的機械效率；
根據s=nh求出提升物體繩子的條數，從而確定滑輪組的裝置；
（2）比較第1、2、3次實驗數據，鉤碼升高的距離相同，繩子自由端移動的距離相同，說明使用的是同一裝置，所做的額外功相同，提起的重物不同，機械效率不同據此得出結論．
（3）比較1、4次實驗數據進行分析，并得出相應的結論．

解答 解：
（1）第4次實驗中，拉力所做的總功是W_總=Fs=1.5N×0.2m=0.3J，滑輪組提起物體所做的有用功是W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J，
滑輪組的機械效率為，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.2J}{0.3J}$×100%≈66.7%；
由s=nh可得，n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.2m}{0.1m}$=2，而圖乙中提升物體繩子條數為2，故選擇裝置乙；
（2）比較第1、2、3次實驗數據可知，對于同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機械效率越高，因此增大物體的重力可以提高滑輪組的機械效率；
（3）比較第1、4次實驗數據可知，第1次比第4次省力，但兩次的機械效率卻相同，可見該同學的說法不正確．
故答案為：（1）0.3；0.2；66.7%；乙；（2）增大物體的重力；（3）錯誤；第1次比第4次省力，但兩次的機械效率卻相同．

點評 本題考查了探究影響滑輪組機械效率因素的實驗，要知道物體越重，做的有用功越多，機械效率越高；動滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機械效率越低．