Question

（2012?鞍山三模）某興趣小組決定對(duì)“影響滑輪組機(jī)械效率大小的因素”進(jìn)行研究，對(duì)于這個(gè)問題，他們提出了以下幾種猜想：
猜想1：滑輪組的機(jī)械效率可能與被提升物體的物重有關(guān)；
猜想2：滑輪組的機(jī)械上升的高度有關(guān)；
猜想3：滑輪組的機(jī)械效率可能與動(dòng)滑輪的重有關(guān)．
小明用如圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了三次試驗(yàn)，效率可能與被提升物體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重 G/N	物體上升的高度 h/cm	測(cè)力計(jì)的示數(shù) F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)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(gè)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證猜想

2

．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：
①表中有一個(gè)數(shù)據(jù)的記錄是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是

17

．
②第三次試驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是

80%

．
（3）根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)，你可以得出的結(jié)論是滑輪組的機(jī)械效率與

物體上升的高度無關(guān)

．
（4）小紅在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上多使用一個(gè)動(dòng)滑輪也做了實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示．
①小紅多使用一個(gè)動(dòng)滑輪，目的是為了改變

動(dòng)滑輪的總重

．
②當(dāng)兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，它們的機(jī)械效率

不相同

（填“相同”或“不相同”），理由是

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(jī)械效率不同

．

Answer 1

分析：（1）滑輪組的機(jī)械效率可能與被提升物體的物重有關(guān)、可能與上升的高度有關(guān)、可能與動(dòng)滑輪的重有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)采用控制變量法，據(jù)此分析表格中的數(shù)據(jù)得出驗(yàn)證的猜想；
（2）①由甲滑輪組可以繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh可知繩端移動(dòng)的距離，據(jù)此分析表格中錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)；
②根據(jù)η=

W總

W有

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

求出第三次試驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；
（3）根據(jù)η=

W總

W有

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度的關(guān)系；
（4）①多使用一個(gè)動(dòng)滑輪，可以使動(dòng)滑輪的總重變大；
②計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動(dòng)滑輪所做的功，根據(jù)有用功占總功的百分比判斷滑輪組機(jī)械效率的變化．

解答：解：
（1）實(shí)驗(yàn)中控制了物體的重和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)不變，改變了物體上升的高度，因此驗(yàn)證了猜想2；
（2）①滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，繩端移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的3倍，因此第2組中17應(yīng)為15；
②第3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W總

W有

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

=

6N

3×2.5N

=80%；
（3）根據(jù)η=

W總

W有

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

可知，滑輪組的機(jī)械效率物體上升的高度無關(guān)；
（4）①小紅多使用一個(gè)動(dòng)滑輪，目的是為了改變動(dòng)滑輪的總重；
②這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，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(jī)械效率不同．
故答案為：
（1）2；
（2）①17；②80%；
（3）物體上升的高度無關(guān)；
（4）①動(dòng)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(jī)械效率不同．

點(diǎn)評(píng)：滑輪組的機(jī)械效率和物體重、動(dòng)滑輪重有關(guān)，如果動(dòng)滑輪重不變，物體越重，機(jī)械效率越高；如果物體重不變，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動(dòng)滑輪重都屬于機(jī)械本身重力，摩擦力越大也會(huì)使吊起同樣重的物體時(shí)使用的拉力越大，使機(jī)械效率降低，總的說，滑輪組的機(jī)械效率與物體重力、摩擦力、機(jī)械本身重力有關(guān)．要提高機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機(jī)械本身重力的同時(shí)，最大限度的增加被吊物體重力．