Question

2．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；
滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
一位同学设计了如图所示的三个滑轮组，并将所测实验数据填入表：

实验次数	动滑轮重/N	钩码重/N	动力/N	机械效率
1	1	2	1	66.7%
2	1	4	$\frac{5}{3}$	80%
3	2	4	2	66.7%

（1）在表中填上三次实验的机械效率．
（2）根据实验①和②（选填①、②、③）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；
（3）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低；（填“高”或“低”）
（4）要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用同一（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升不同（填“相同”或“不同”）的高度去研究．

Answer 1

分析 （1）根据表中实验数据，应用效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出滑轮组的效率；
（2）在探究滑轮组的机械效率与物重之间的关系时，滑轮组的组装情况相同，只有物体的重力不同；
（3）分析表中实验数据，根据不同滑轮组提升相同重物时滑轮组的效率得出实验结论；
（4）要研究机械效率与物体提升高度的关系，应使用同一滑轮组提升相同的重物，使重物被提升的高度不同．

解答 解：
（1）由图示滑轮组可知，承重绳子的股数n=3，
第1次滑轮组效率η₁=$\frac{{G}_{1}}{n{F}_{1}}$=$\frac{2N}{3×1N}$×100%≈66.7%；
第2次滑轮组效率η₂=$\frac{{G}_{2}}{n{F}_{2}}$=$\frac{4N}{3×\frac{5}{3}N}$×100%=80%；
第3次滑轮组效率η₃=$\frac{{G}_{3}}{n{F}_{3}}$=$\frac{4N}{3×2N}$×100%≈66.7%；
（2）由表中实验数据可知，实验①②动滑轮重力、承重绳子的股数相同而物体的重力不同，滑轮组效率不同，由此可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；
（3）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低；
（4）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用同一滑轮组，提升不同的高度去研究．
故答案为：（1）66.7%；80%；66.7%；（2）①；②；（3）低； （4）同一；不同．

点评 此题主要通过实验探究影响滑轮组机械效率的因素．首先要掌握机械效率的概念和测量方法，并且注意控制变量法在此实验中的应用．