Question

17．以下是小明同學(xué)探究“滑輪組的機(jī)械效率跟所提升物重是否有關(guān)？”的部分過(guò)程，請(qǐng)幫助他完成下列填空．
•設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^同一滑輪組在提升不同重物情況下的機(jī)械效率．
（1）實(shí)驗(yàn)原理：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$．
（2）實(shí)驗(yàn)器材：滑輪組一套、輕重不同的兩物塊、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、細(xì)線．
•進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)
（3）用如右下圖所示的兩套裝置先后做實(shí)驗(yàn)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)收集在下面的表格中，請(qǐng)將表格中的空格補(bǔ)充起來(lái)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物塊重/N	物塊上升的高度h/m	有用功W有/J	拉力F/N	測(cè)力計(jì)上升的距離S/m	總功率W總/J	機(jī)械效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	3	0.1	0.3	1.2	0.3	0.36	83.3%

分析與論證
分析上表中的數(shù)據(jù)可以看出：
（4）同一滑輪組的機(jī)械效率不是恒定（填“是”或“不是”）．
（5）滑輪組的機(jī)械效率小于l（填“大于”、等于”或“小于”）．
•評(píng)估與拓展
（6）小明同學(xué)使用滑輪組提升重物時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)一會(huì)兒大，一會(huì)兒小，弄得小明同學(xué)一時(shí)不知該何時(shí)讀數(shù)，你認(rèn)為他在測(cè)量中應(yīng)該沿豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（7）提升相同重物時(shí)，增加動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，滑輪組的機(jī)械效率將變�。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)原理是機(jī)械效率計(jì)算公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量物體升高的高度、繩子移動(dòng)的距離和測(cè)量拉力以及物體的重力，故需要刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)；
（3）由圖示先分析，物重由幾股繩子承擔(dān)，然后確定物體升高的高度；再利用W=Gh計(jì)算有用功；再利用機(jī)械效率公式計(jì)算機(jī)械效率；
（4）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第一次測(cè)量的機(jī)械效率為74.1%和第二次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率為83.3%，分析即可；
（5）判定機(jī)械效率與1的關(guān)系，關(guān)鍵看是否做額外功；
（6）根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行分析；
（7）增加動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，相當(dāng)于增加 了額外功，利用機(jī)械效率公式分析即可．

解答 解：（1）比較同一滑輪組在提升不同重物情況下的機(jī)械效率，原理是機(jī)械效率計(jì)算公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$；
（2）需要測(cè)量物體升高的高度、繩子移動(dòng)的距離，故需要刻度尺；要測(cè)量拉力以及物體的重力，故需要彈簧測(cè)力計(jì)；
（3）由圖示可分析得出，物重由三股繩子承擔(dān)，所以測(cè)力計(jì)上升0.3m，則物體升高0.1m；
利用功的公式W=Gh可得，有用功：W=Gh=2N×0.1m=0.2J；
利用機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%=74.1%；
表格如下：

次 數(shù)	物塊重G/N	物塊上升 的高度h/m	有用功 W有/J	拉力 F/N	測(cè)力計(jì)上升距離S/m	總功 W總/J	機(jī)械 效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	3	0.1	0.3	1.2	0.3	0.36	83.3%

（4）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第一次機(jī)械效率為74.1%，第二次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率為83.3%，所以同一滑輪組的機(jī)械效率不是恒定的；
（5）因?yàn)橛蓄~外功，因此滑輪組的機(jī)械效率小于1；
（6）根據(jù)二力平衡的條件可知，只有沿直線豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大�。�
（7）提升相同重物時(shí)，增加動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，則有用功不變，額外功增加，因此滑輪組的機(jī)械效率變�。�
故答案為：（1）$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$；
（2）刻度尺；彈簧測(cè)力計(jì)；
（3）表格同上；（4）不是；（5）小于；（6）沿豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（7）變�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了如何測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力．