Question

小明想利用图所示的实验装置探究：对于同一滑轮组，挂同一重物，如果绳子的绕法不同，机械效率是否相同？
（1）他应选图______和图______进行实验操作；
（2）试从理论上分析：在不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦的情况下，对于同一滑轮组，挂同一重物，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关．（已知每个钩码重力为G，动滑轮重力为G₀，设钩码都匀速上升高度h．）
（提示：机械效率）

Answer 1

解：
（1）要研究滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关，需要采用控制变量法，让提升相同的重物、都使用一个动滑轮，采用不同的绕法，由此可知，可选用甲、丙两图或乙、丁两图；
（2）∵滑轮组的机械效率：
η====，
∴η_甲=，η_丙=
∵不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦，
∴F₁=（G+G₀），F₃=（G+G₀），
∴η_甲==，η_丙==，
由此可知 η_甲=η_丙，说明对于同一滑轮组，挂同一重物，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关．
故答案为：（1）甲、丙（或乙、丁）；（2）分析过程同上．
分析：（1）使用滑轮组，机械效率的高低与提升重物的重力和动滑轮的重力有关，现在要研究与绳子的绕法是否有关，需要采用控制变量法，即选择提升相同的重物、都使用一个动滑轮，使用不同的绕法，据此选择；
（2）
点评：本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算方法，考查了学生利用控制变量法分析实验的能力，利用好不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦，F=（G+G₀）是本题的关键．