Question

小霞在做“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)前猜想，滑輪組機(jī)械效率的大小可能與三個因素有關(guān)：（1）所提物體的重力；（2）動滑輪的重力；（3）繩子的繞法．
為了驗(yàn)證自己的猜想，她做了四次實(shí)驗(yàn)，如圖所示（實(shí)驗(yàn)所用的每個滑輪重力相同）．第1、2次實(shí)驗(yàn)是用甲滑輪組，第3次實(shí)驗(yàn)是用乙滑輪組，第4次實(shí)驗(yàn)是把第1次實(shí)驗(yàn)的滑輪組換了種繞法．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重力/N	鉤碼勻速上升的距離/m	繩子自由端的拉力F/N	繩子自由端移動的距離/m	機(jī)械效率/%
1	2	0.1	1.2	O．2	83.3
2	4	0.1	2.3	0.2	87.0
3	4	0.1	1.4	0.4	71.4
4	2	0.1	0.8	0.3

（1）分析對比第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對猜想（1）可得結(jié)論：

 

；
（2）分析對比第2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對猜想（2）可得結(jié)論：

 

；
（3）將第4次實(shí)驗(yàn)的繩子繞法在丙滑輪組上畫出，并在數(shù)據(jù)表中算出機(jī)械效率．
（4）對比第

 

、

 

兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知滑輪組機(jī)械效率與繩子繞法無關(guān)．

Answer 1

分析：此題（1）（2）（4）三題，考查物理學(xué)中對多變量問題的研究方法，即當(dāng)研究對象有多個變量時，可采用控制自變量個數(shù)的研究方法；物體上升的距離就是繩子移動幾分之一，和動滑輪以及物體相連的繩子就有幾根；根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

FS

，可求出機(jī)械效率．

解答：解：機(jī)械效率與動滑輪的、繩子繞法、所提物體的重力有關(guān)，因此分析對比第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對猜想（1）可得結(jié)論：滑輪重力一定、繞法相同，所提物體重力越大，機(jī)械效率越高；分析對比第2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對猜想（2）可得結(jié)論：所提物體重力相同，動滑輪的重力越大，機(jī)械效率越低；對比（1）（4）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知滑輪組機(jī)械效率與繩子繞法無關(guān)；
（3）鉤碼上升的高度h=0.1m，繩子移動的速度s=0.3m，所以動滑輪由3段繩子承擔(dān)；機(jī)械效率η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

2N×0.1m

0.8N×0.3m

=83.3%．
故答案：（1）滑輪重力一定、繞法相同，所提物體重力越大，機(jī)械效率越高（只答出滑輪組的機(jī)械效率與所提物體的重力有關(guān)不給分）
（2）所提物體重力相同，動滑輪的重力越大，機(jī)械效率越低（只答出滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪的重力有關(guān)不給分）
（3）如圖所示；83.3；

（4）1，4（或4，1）．

點(diǎn)評：滑輪組的機(jī)械效率的高低與提起的物重、動滑輪的重、摩擦有關(guān)．與滑輪的繞法、升高的距離沒有關(guān)系．