Question

20．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：

次数 物理量	1	2	3
钩码重G（N）	4	4	6
钩码上升高度h（m）	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F（N）	1.8	1.4	2.4
绳端移动距离S（m）	0.3	0.5	0.3
机械效率η	74%

（1）通过表中数据可分析出实验1是用甲（选填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用乙（选填“甲”或“乙”）图做的实验．
（2）表格中空白处应补全的数据依次为57%，83%．（百分号前保留整数）
（3）通过实验1和实验2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）比较实验1和实验3（填序号）可得正确结论：使用同一滑轮组，增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）分析实验数据是用哪一组实验仪器完成的，重点看物体提升高度与绳端移动的距离关系即可；
（2）表格中空白的内容分别为第2、3组实验的机械效率，利用测量数据，代入机械效率的公式计算即可；
（3）比较1、2两组的机械效率，再比较它们所用滑轮的个数，可得出相应的关系；
（4）根据实验控制的变量与表中实验数据分析答题．

解答 解：
（1）实验1中钩码上升高度为0.1m，绳端移动距离为0.3m，说明物重由三段绳子承担，因此是用甲图的装置做的实验；
实验2中钩码上升高度为0.1m，绳端移动距离为0.5m，说明物重由五段绳子承担，因此是用乙图的装置做的实验；
（2）表格中实验2的机械效率η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{总2}}$=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$$\frac{4N×0.1m}{1.4N×0.5m}$×100%=57%；
表格中实验3的机械效率η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{总3}}$=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%=83%；
（3）实验1和实验2中，使用的滑轮组不同，其他条件相同，机械效率分别为74%和57%，说明动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；
（4）由表中第1次实验和第3次实验数据可知：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）甲；乙；（2）57%；83%；（3）越低；（4）1；3；增大提升的物重．

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．