Question

20．某實(shí)驗(yàn)小組在測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．

物理量	1	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N/	1.8	1.4	2.4
繩端移動距離s/m	0.3	0.5	0.3
機(jī)械效率η	74%	57%

（1）通過表中數(shù)據(jù)可分析出實(shí)驗(yàn)1是用甲（甲/乙）圖做的實(shí)驗(yàn)，表中空白處的數(shù)據(jù)是83.3%．（百分號前保留整數(shù)）
（2）通過實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率低．比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可得正確結(jié)論：使用同一滑輪組，增加物重，可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
（3）小明所在小組的三個(gè)同學(xué)，采用實(shí)驗(yàn)1的裝置，提升的鉤碼重都是4N，在勻速拉動過程中讀數(shù)時(shí)，測量出來的機(jī)械效率也是74%．后來他們又每人做了一次實(shí)驗(yàn)，但是在彈簧測力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)的，而計(jì)算結(jié)果分別是73%、75%、78%，再次實(shí)驗(yàn)也是如此，既有機(jī)械效率大于74%，也有機(jī)械效率小于74%．這是怎么回事呢？簡單說明你的見解．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=nh確定繩子的股數(shù)，判斷是哪一個(gè)滑輪組；
根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第三次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；
（2）比較實(shí)驗(yàn)1和2的條件和機(jī)械效率大小，可得出動滑輪個(gè)數(shù)多少對滑輪組機(jī)械效率的影響；
比較實(shí)驗(yàn)1和3的條件和機(jī)械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機(jī)械效率的影響；
（3）當(dāng)彈簧測力計(jì)靜止時(shí)，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數(shù)會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機(jī)械效率偏大；
如果在在拉動彈簧測力計(jì)的過程中，沒有勻速拉動，使彈簧測力計(jì)做加速或減速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會偏大或偏小，據(jù)此分析對滑輪組機(jī)械效率的影響．

解答 解：
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)1中，s=0.3m，h=0.1m，則n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故實(shí)驗(yàn)1是用甲圖做的實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)3中，滑輪組的機(jī)械效率η₃═$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)分析：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)越多，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率低；
比較實(shí)驗(yàn)1和3可知，使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；
（3）如讓彈簧測力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)，則減小了一部分由于摩擦造成的額外功，因此測得的機(jī)械效率偏大；
但是在拉動彈簧測力計(jì)的過程中，如果使彈簧測力計(jì)做加速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會偏大，在有用功一定的情況下，總功增大，會造成機(jī)械效率偏小；
如果使彈簧測力計(jì)做減速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會偏小，在有用功一定的情況下，總功增大，會造成機(jī)械效率偏大；
所以才會出現(xiàn)上面的三種情況．
故答案為：（1）甲；83.3%；（2）低；增加物重；（3）見解答過程．

點(diǎn)評 在此實(shí)驗(yàn)中，對滑輪組的分析、機(jī)械效率公式的運(yùn)用是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中分別探究了機(jī)械效率高低與動滑輪個(gè)數(shù)、提升物體重力等多個(gè)量的關(guān)系，因此，控制變量法的運(yùn)用也十分關(guān)鍵．