Question

8．某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示．
（1）请计算出后两次的机械效率，并填入表格中；
（2）比较1、2两次实验，可得的结论：同一个滑轮组提起的物体越重，机械效率越高
（3）比较2、3两次实验，可得的结论：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关

次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	测力计的示数F/N	测力计移动距离s/m	机械效率η/%
1	2	0.1	0.9	0.3	74.1
2	4	0.1	1.6	0.3
3	4	0.1	1.1	0.5

Answer 1

分析 （1）根据W_有=Gh求有用功，根据W=Fs求总功，由表中数据根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%计算机械效率；
（2）根据绳子自由端移动的距离与物体提升的高度的关系，s=nh，分别求出绳子的有效段数，确定1、2、3实验使用的装置；
纵向比较表中数据，根据控制变量法得出结论．

解答 解：（1）第2次实验的有用功：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
总功：
W=Fs=1.6N×0.3m=0.48J
第2次实验的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.4J}{0.48J}$×100%≈83.3%
第3次实验的有用功：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
总功：
W′=F′s′=1.1N×0.5m=0.55J
第3实验的机械效率：
η′=$\frac{{W}_{有}}{W′}$=$\frac{0.4J}{0.55J}$×100%≈72.7%．
（2）根据绳子自由端移动的距离与物体提升的高度的关系，s=nh可知，1、2两次实验，绳子的有效段数n=$\frac{s}{h}=\frac{0.3m}{0.1m}$=，为同一滑轮组，第2次提升的物体重一些，机械效率高，可得的结论：同一个滑轮组提起的物体越重，机械效率越高；
（3）根据s=nh可知，第3次绳子的有效段数为4，使用丙装置与2相比多一个动滑轮，比较2、3两次实验可知，提升相同的重物，而机械效率不同，可得的结论：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．
故答案为：（1）83.3%   72.7%； （2）同一个滑轮组提起的物体越重，机械效率越高．
（3）滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．

点评 本题测滑轮组的机械效率，考查效率的计算、控制变量法的运用、分析数据归纳结论的能力及影响效率的因素．