Question

在探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验中，某实验小组做出了如下猜想：
A．滑轮组的机械效率与动滑轮自重有关
B．滑轮组的机械效率与所提的物重有关
C．滑轮组的机械效率与绳重有关
D．滑轮组的机械效率与绳和滑轮之间的摩擦有关
针对上述猜想，该实验小组的同学利用如图所示的实验装置测得三组实验数据如表所示，其中第1、2、3次实验的装置分别如图甲、乙、丙所示．

次数	钩码重 G/N	钩码上 高度h/m	有用功 W有/J	测力计 拉力F/N	测力计移动 距离s/m	总功 W总/J	机械效率 η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1	______	1.1	0.5	0.55	______

（1）第3次实验中所做的有用功是______J，机械效率是______．
（2）在实验操作中应竖直向上______拉动弹簧测力计．
（3）比较第1次实验和第2次实验，可以证明猜想______（填字母）是正确的．
（4）比较第______次实验可以证明猜想A是正确的，这是因为动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功______（填“增大”或“减小”）．
（5）请你就如何提高滑轮组机械效率的问题提出两点合理建议：
建议一：______；
建议二：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据第3次实验的数据，利用W=Gh求出有用功，根据η=求出机械效率；
（2）根据二力平衡的知识，物体做匀速直线运动时，受到的力是平衡力；
（3）在第1次实验和第2次实验中，使用的滑轮组相同，但提升的重物不同，则机械效率也不同．
（4）在第2次实验和第3次实验中，提升的重物相同，而动滑轮的个数不同，则机械效率也不同．
（5）根据实验数据可知影响滑轮组机械效率的因素据此提出提高机械效率的方法．
解答：解：
（1）第3次实验中：
有用功：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
机械效率：
η==≈72.7%；
（2）实验中研究的是绳子拉力，只有钩码匀速上升时，受到平衡力的作用，弹簧测力计的示数才等于绳子的拉力；
（3）在第1次实验和第2次实验中，是使用了同一滑轮组，但物重不同，物重大的，机械效率要高，故可以证明猜想B是正确的；
（4）要验证滑轮组的机械效率与动滑轮自重有关，应保持有用功相同，改变动滑轮的个数进行实验，故第2次实验和第3次实验符合；
这是因为动滑轮自重增大，动滑轮所做的额外功增加，额外功所占总功增大，机械效率减小；
（5）由以上分析可见，影响动滑轮机械效率的因素有：物体的重力、动滑轮的重力，
因此提高机械效率就应从这这两个方面考虑；动滑轮的重力越小、所提物体越重滑轮组的机械效率越高．
故答案为：
（1）0.4；72.7%；
（2）匀速； 
（3）B；
（4）2、3；增大； 
（5）选用较轻的动滑轮组装滑轮组；对于给定的滑轮组，增大提起物体的重力．
点评：本题通过运用控制变量法的思想分析实验数据得出影响动滑轮机械效率的因素，并且考查了滑轮组机械效率的计算和提高滑轮组机械效率的方法，重点考查了学生的分析实验数据得出结论的能力．