Question

19．下面是小剛和小明做“測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)：
（1）小剛和小明兩人用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)鉤碼重量時(shí)的情形分別如圖甲乙所示，你認(rèn)為甲的方法是正確的．（選填“甲”或“乙”）
（2）他們正確進(jìn)行試驗(yàn)后，測(cè)出表中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙丁所示：
①通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出實(shí)驗(yàn)2是用丁圖所示的裝置做的實(shí)驗(yàn)．
②實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率為57%，實(shí)驗(yàn)3的機(jī)械效率為71%．
③分析表中數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)論，使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；使用同一滑輪組，增大提升的物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率．

物理量	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)2	實(shí)驗(yàn)3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升的高度h/m	0.1	0.11	0.1
繩端拉力F/N	2.0	1.5	2.7
繩端移動(dòng)距離S/M	0.3	0.5	0.3
機(jī)械效率η	66.7%

Answer 1

分析 （1）彈簧測(cè)力計(jì)在使用時(shí)，力的方向應(yīng)與彈簧的軸線一致．
（2）①通過(guò)觀察承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，再分析表格中s與h的關(guān)系，可判斷哪是用圖甲、圖乙的裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)；
②根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的機(jī)械效率；
③比較實(shí)驗(yàn)1和2的條件和機(jī)械效率大小，可得出動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多少對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響；
比較實(shí)驗(yàn)1和3的條件和機(jī)械效率大小，可得出提升物體的重力大小對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響．

解答 解：
（1）彈簧測(cè)力計(jì)在測(cè)重力時(shí)應(yīng)豎直方向使用，故選甲．
（2）①實(shí)驗(yàn)2中，h₂=0.1m，s₂=0.5m，所以n₂=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.5m}{0.1m}$=5，故實(shí)驗(yàn)2是用丁圖所示的裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，
②機(jī)械效率：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.4N×0.5m}$×100%≈57%；
實(shí)驗(yàn)3中，h₃=0.1m，s₃=0.3m，所以n₃=$\frac{{s}_{3}}{{h}_{3}}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故實(shí)驗(yàn)3是用丙圖所示的裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，
機(jī)械效率：η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$=$\frac{6N×0.1m}{2.8N×0.3m}$≈71%．
③實(shí)驗(yàn)1和2中，提升重物相同，距離相同，只是滑輪組不同，尤其是動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)不同，實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率低于實(shí)驗(yàn)1，因此可得出：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；
實(shí)驗(yàn)1和3中，滑輪組相同，實(shí)驗(yàn)3提升的重物大于實(shí)驗(yàn)1，機(jī)械效率也更高，說(shuō)明：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
故答案為：
（1）甲；（2）①丁；②57%；71%；③低；增大提升的物重．

點(diǎn)評(píng) 在此實(shí)驗(yàn)中，對(duì)滑輪組的分析、機(jī)械效率公式的運(yùn)用和彈簧測(cè)力計(jì)的正確使用是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中分別探究了機(jī)械效率高低與動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)、提升物體重力等多個(gè)量的關(guān)系，因此，控制變量法的運(yùn)用也十分關(guān)鍵．