Question

在“探究哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率”的實驗中，某小組利用如圖A所示裝置測得了四組數(shù)據(jù)，如下表所示．

試驗次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	測力計的示數(shù)F/N	測力計移動的距離s/cm
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）前三次實驗中，第______次實驗數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯誤，應(yīng)當(dāng)剔除．
（2）第四次實驗中，有用功是______J，滑輪組的機(jī)械效率為______．
（3）根據(jù)以上信息，請判斷：該小組設(shè)計這四次實驗的目的是為了探究滑輪組的機(jī)械效率與______是否有關(guān)．
（4）小紅在以上實驗的基礎(chǔ)上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖B所示．
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了______；
②當(dāng)兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升同一重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機(jī)械效率______（填“相同”或“不相同”），理由是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）要解決此題，需要掌握繩端移動距離與物體上升高度之間的關(guān)系：s=nh．
（2）掌握有用功、總功、機(jī)械效率的概念．在此題中有用功是克服鉤碼的重力做的功；總功時拉力F做的功；機(jī)械效率等于有用功與總功之比．
（3）要得出結(jié)論，需要注意分析表格中各數(shù)據(jù)，分析改變的量，機(jī)械效率的變化是由哪個物理量的變化引起的．
（4）定滑輪不省力但能改變力的方向，在忽略繩重及摩擦的前提下，滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的重力和動滑輪的重力有關(guān)．
解答：解：（1）前三次實驗中，1、2兩次實驗繩端移動距離都是物體上升高度的3倍，可知此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，而第三次繩端移動距離與鉤碼上升高度的關(guān)系錯誤，所以應(yīng)當(dāng)剔除．
故答案為：3．
（2）第四次實驗的鉤碼重G=3N，鉤碼上升高度h=10cm=0.1m．
所以有用功為：W_有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
測力計示數(shù)即拉力為F=1.2N，繩端移動距離為s=30cm=0.3m
所以總功為：W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J；
所以機(jī)械效率為：η=×100%=×100%≈83.3%．
故答案為：0.3；83.3%．
（3）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，在4次實驗中鉤碼上升的高度不斷發(fā)生變化，所以是探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼上升的高度是否有關(guān)．
故答案為；鉤碼上升的高度．
（4）①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變力的方向；
②在忽略繩重及摩擦的前提下，滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的重力和動滑輪的重力有關(guān)，因此當(dāng)兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升同一重物時，機(jī)械效率是相同的．
故答案為：①改變力的方向；
②相同；若將物體提升相同的高度所做的有用功和額外功都相同．
點評：本題是測量滑輪組機(jī)械效率的實驗，主要考查了有關(guān)滑輪組的有用功、總功、機(jī)械效率的計算；一定要知道有用功、總功的求法，掌握機(jī)械效率的計算公式，同時要知道繩端移動距離與物體上升高度之間的關(guān)系；考查了學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析問題的能力．