Question

某興趣小組決定對“影響滑輪組機械效率大小的因素”進行研究，對于這個問題，他們提出了以下幾種猜想：
猜想1：滑輪組的機械效率可能與被提升物體的物重有關；
猜想2：滑輪組的機械上升的高度有關；
猜想3：滑輪組的機械效率可能與動滑輪的重有關．
小明用如圖甲所示的滑輪組進行了三次試驗，效率可能與被提升物體實驗數據如下表：

實驗次數	物重 G/N	物體上升的高度 h/cm	測力計的示數 F/N	測力計移動的距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	25

（1）小明這個實驗是為了驗證猜想________．
（2）分析表中數據，回答以下問題：
①表中有一個數據的記錄是錯誤的，錯誤的數據是________．
②第三次試驗中滑輪組的機械效率是________．
（3）根據小明的實驗，你可以得出的結論是滑輪組的機械效率與________．
（4）小紅在小明實驗的基礎上多使用一個動滑輪也做了實驗，如圖乙所示．
①小紅多使用一個動滑輪，目的是為了改變________．
②當兩位同學使用各自的滑輪組提升相同重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率________（填“相同”或“不相同”），理由是________．

Answer 1

解：
（1）實驗中控制了物體的重和動滑輪的個數不變，改變了物體上升的高度，因此驗證了猜想2；
（2）①滑輪組繩子的有效股數為3，繩端移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的3倍，因此第2組中17應為15；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率：
η======80%；
（3）根據η====可知，滑輪組的機械效率物體上升的高度無關；
（4）①小紅多使用一個動滑輪，目的是為了改變動滑輪的總重；
②這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，但額外功不同樣，有用功占總功的百分比不同即滑輪組的機械效率不同．
故答案為：
（1）2；
（2）①17；②80%；
（3）物體上升的高度無關；
（4）①動滑輪的總重；②不相同；在有用功相同，額外功不同，則有用功占總功的百分比不同即滑輪組的機械效率不同．
分析：（1）滑輪組的機械效率可能與被提升物體的物重有關、可能與上升的高度有關、可能與動滑輪的重有關，實驗探究時應采用控制變量法，據此分析表格中的數據得出驗證的猜想；
（2）①由甲滑輪組可以繩子的有效股數，根據s=nh可知繩端移動的距離，據此分析表格中錯誤的數據；
②根據η====求出第三次試驗中滑輪組的機械效率；
（3）根據η====可知，滑輪組的機械效率與物體上升的高度的關系；
（4））①多使用一個動滑輪，可以使動滑輪的總重變大；
②計算滑輪組的機械效率時，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動滑輪所做的功，根據有用功占總功的百分比判斷滑輪組機械效率的變化．
點評：滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．
要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關．要提高機械效率，應盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．