Question

2．如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具--“差动滑轮”，俗称“神仙葫芦”．它的上半部分是由固定在一起半径分别为r和R的两个齿轮组成，能绕中心轴O转动，下半部分是一个动滑轮．封闭的链条绕过滑轮，动滑轮下面悬挂着重为G的重物．为了探究“神仙葫芦”的作用及机械效率，小明做了如下实验：
（1）在动滑轮上挂重为150N的物体，用力F拉动链条使物体匀速上升了1m，小明测得拉力F=40N，则小明可得出的初步结论是，使用“神仙葫芦”可以省力；
（2）在上述情况下，小明又测得动力作用点移动了5m，则在这个过程中，“神仙葫芦”的机械效率为75%%．
（3）为了探究“神仙葫芦”的机械效率与什么因素有关，请你做出一个合理的猜想并设计一个简单的实验，验证你的想法．
①你的猜想：“神仙葫芦”的机械效率可能与提起物体的重力有关；
②实验方案：在动滑轮上挂上重力不同的物体，重做以上实验，计算出其机械效率与原来的机械效率比较．

Answer 1

分析 （1）由题从提起物体的重力和拉力可知使用“神仙葫芦”的作用；
（2）根据根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算神仙葫芦的机械效率；
（3）猜想神仙葫芦的机械效率可能与提起的物重有关，根据控制变量法设计实验．

解答 解：
（1）由题动滑轮上挂重为150N的物体，拉力F=40N，则可得出的初步结论是，使用“神仙葫芦”可以省力；
（2）神仙葫芦的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{150N×1m}{40N×5m}$×100%=75%；
（3）①猜想：“神仙葫芦”的机械效率可能提起物体的重力有关；
②实验方案：在动滑轮上挂上重力不同的物体，重做以上实验，计算出其机械效率与原来的机械效率比较．
故答案为：
（1）省；
（2）75%；
（3）①提起物体的重力；②在动滑轮上挂上重力不同的物体，重做以上实验，计算出其机械效率与原来的机械效率比较．

点评 本题考查神仙葫芦的作用、机械效率的计算和影响因素的理解，机械效率的因素可能不止一个，所以第（3）的实验设计中要注意控制变量．