Question

9．探究动滑轮的机械效率与哪些因素有关．
【猜想与假设】
猜想一：可能与动滑轮的自重有关；
猜想二：可能与动滑轮的提升的物重有关；
【制定计划与设计实验】
（1）为完成此次探究，小刘需准备的测量工具有刻度尺与弹簧测力计，在同学的帮助下，小刘利用如图所示的自重不同的动滑轮进行了三次实验，测得数据记录在表：

实验 序号	钩码重 （N）	动滑 轮重 （N）	拉力 （N）	钩码上升 的高度（m）	测力计移 动的距离 （m）	有用功 （J）	总功 （J）	机械 效率 （%）
1	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
2	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
3	6	0.5	3.3	0.2	0.4	①	②	③

（2）请你帮小刘完成第三次实验中的有关数据，填在横线上①1.2，②1.321，③91%．
【分析与论证】通过比较1、2两次实验数据（填实验序号）可知，动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关（选填“有关”或“无关”），另一同学认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较1、3两次实验数据（选填实验序号）可知，他的观点是错误的．

Answer 1

分析 根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$分析影响动滑轮机械效率的因素；
（1）根据表中测量的物理量可知需要的测量工具；
（2）根据W_有=Gh求出有用功；根据W_总=FS求出总功；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出机械效率；
研究动滑轮机械效率与动滑轮自身重力是否有关时，应控制提升钩码的重力相同，改变动滑轮重力；
同一个机械，额外功基本上不变，当提升的物体重力变化时，有用功在总功中占得比值就变化，机械效率也就变化．

解答 解：由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知，动滑轮的机械效率与动滑轮重和物重有关；
（1）根据表中数据可知，需要测量物体上升的高度和自由端移动的距离以及物重和自由端的拉力，因此需要的测量工具为刻度尺和弹簧测力计；
（2）①有用功：W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J；
②总功：W_总=Fs=3.3N×0.4m=1.32J；
③动滑轮的效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.2J}{1.32J}$×100%≈91%；
在1、2两次实验中，钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，机械效率也不同，因此探究的是机械效率与动滑轮自重的关系；
（3）比较1、3可知，同一个机械，动滑轮重力不变，提升的物体重力不同时，机械效率也不同，提的物体越重，机械效率越大．
故答案为：提升的物重；（1）刻度尺与弹簧测力计；（2）①1.2；②1.32；③91%；1、2；有关；1、3．

点评 要求了解与掌握：（1）滑轮组的机械效率与提升物体的重力、动滑轮重力、绳子段数及摩擦有关；
（2）同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．