Question

7．在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图的三次测量，数据记录如下：

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	（a）	（b）	（c）

（1）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：
（a）1.2J；（b）1.32N；（c）90.9．
（2）通过比较①②两次实验数据（选填实验序号），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”）．
（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较①③两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是错误的（选填“正确”或“错误”）．
（4）如果在第3次实验时自由端的拉力方向由竖直变得向右倾斜一些，则匀速提升重物时动滑轮的机械效率将变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）

Answer 1

分析 （1）由表中数据，根据W_有=Gh求有用功，根据W_总=Fs求总功，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求机械效率；
（2）研究动滑轮的机械效率与动滑轮的自重的关系，要控制提升物体的重力相同，只改变动滑轮的重力，据此分析；
（3）比较①③两次实验分析得出结论；
（4）动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，若自由端的拉力方向由竖直变得向右倾斜一些，分析杠杆力臂变化，根据杠杆的平衡条件确定拉力的变化，根据机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%分析．

解答 解：（1）由表中数据，有用功：
W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J，
总功：
 W_总=Fs=3.3N×0.4m=1.32J；
机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.2J}{1.32J}$≈90.9%；
（2）研究动滑轮的机械效率与动滑轮的自重的关系，要提升同一物体（控制重力不变），只改变动滑轮的重力，故通过比较①②两次实验数据，可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关；
（3）比较①③两次实验，提升物体的重力不同，机械效率不同，故小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，是错误的；
（4）因为若拉力F的方向向右倾斜一些，竖直向上拉测力计时，动力臂为轮的直径，若拉力F的方向向右倾斜一些，则动力臂为OA，变小了，如下所示：

所以根据杠杆平衡条件可知拉力将变大，因有用功W_有=Gh，而总功变大了，机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$，故则匀速提升重物时动滑轮的机械效率将变小．
故答案为：（1）1.2J；1.32N；90.9；（2）①②；有关；（3）①③；错误；（4）变小．

点评 本题探究动滑轮的机械效率，考查机械效率的计算、控制变量法的运用和数据分析的能力及影响机械效率的因素．