Question

11．一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)滑輪組探究“影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素”，并將所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)滑輪重/N	阻力/N	動(dòng)力/N	繩子的股數(shù)n	機(jī)械效率
①	1	2	1	3	66.7%
②	1	4	1.67	3	79.8%
③	2	4	2	3	66.7%
④	1	4	2.5	2

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②（選填①、②、③、④）可知，滑輪組機(jī)械效率高低與被提物重有關(guān)．
（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
（3）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體提升高度有關(guān)，應(yīng)該選用同一（選填“同一”或“不同”）滑輪組，提升不同（選填“相同”或“不同”）的高度去研究．
（4）表中第④次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為80%．

Answer 1

分析 （1）要掌握控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要使物重不同，其它條件相同．
（2）要探究機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重關(guān)系時(shí)，要使動(dòng)滑輪重不同，其它條件相同，由此選擇實(shí)驗(yàn)并由表格得出結(jié)論．
（3）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體提升高度關(guān)系時(shí)，應(yīng)在其它條件相同情況下，只改變物體被提升高度來(lái)研究．
（4）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$計(jì)算第④次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）要研究機(jī)械效率是否與物重有關(guān)，應(yīng)在其它條件不變的情況下改變物重，①與②的動(dòng)滑輪重力相同，其它條件都相同，所以由這兩組數(shù)據(jù)可知，機(jī)械效率的高低與被提的物重有關(guān)．
（2）要探究機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重關(guān)系，應(yīng)在其它條件不變的情況下改變動(dòng)滑輪，所以應(yīng)選擇②③兩次實(shí)驗(yàn)比較，由表格數(shù)據(jù)可得：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
（3）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體提升高度關(guān)系時(shí)，應(yīng)在其它條件相同情況下，只改變物體被提升高度來(lái)研究，所以應(yīng)該選用同一滑輪組．
（4）由圖第④次實(shí)驗(yàn)通過(guò)動(dòng)滑輪繩子段數(shù)n=2，所以機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{4N}{2×2.5N}$×100%=80%．
故答案為：（1）①；②；（2）低；（3）同一；不同；（4）80%．

點(diǎn)評(píng) 此題主要是探究滑輪組機(jī)械效率的影響因素及滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，要掌握效率的計(jì)算公式，知道使有用功與總功的比值．同時(shí)掌握控制變量法的應(yīng)用，注意探究過(guò)程中應(yīng)改變的量和不變的量．