Question

14．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图：

实 验 次 数	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.15	0.15	0.15
绳端拉力F/N	1.8	1.4	2.4
绳端移动距离s/m	0.45	0.75	0.45
机械效率η	74%

（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用乙（选填“甲”或“乙”）图做的实验．
（2）第3次实验时滑轮组的机械效率是83%．
（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低．
（4）比较第1次实验和第3次实验可得正确结论：使用同一滑轮组，增大所提升物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）通过观察承担物重的绳子的段数，再分析表格中s与h的关系，可判断第2次实验是用哪个装置进行的实验；
（2）根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出实验2和3的机械效率；
（3）比较实验1和2的条件和机械效率大小，可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响；
（4）比较实验1和3的条件和机械效率大小，可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响．

解答 解：
（1）实验2，绳端移动距离是物体上升高度的5倍，所以由5段绳子承担物重，可知采用乙图做的实验；
（2）实验2的机械效率η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.15m}{1.4N×0.75m}$×100%≈57%；
实验3的机械效率η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.15m}{2.4N×0.45m}$×100%≈83%；
（3）实验1和2中，提升重物相同，距离相同，只是滑轮组不同，尤其是动滑轮的个数不同，实验2的机械效率低于实验1，因此可得出：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；
（4）实验1和3中，滑轮组相同，实验3提升的重物大于实验1，机械效率也更高，说明：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）乙；（2）83%；（3）越低；（4）增大所提升物体的重力．

点评 在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此，控制变量法的运用也十分关键．