Question

13．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下面的鉤碼緩緩上升．
（1）實(shí)驗(yàn)所用的彈簧測(cè)力計(jì)如圖甲所示，在用它測(cè)力前應(yīng)對(duì)它進(jìn)行的操作是調(diào)零；
（2）在A點(diǎn)掛重為1.0N的鉤碼，經(jīng)杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為0.5N，其他相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)在下表①中，杠桿的機(jī)械效率為66.7%，將A點(diǎn)所掛鉤碼重力增加為1.5N，再做一次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)填寫在②中．

次數(shù)	鉤碼總重G/N	鉤碼移動(dòng)距離h/m	拉力F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m	機(jī)械效率
①	1.0	0.10		0.30
②	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4

①請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：杠桿有自重；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，不能（能/不能）得出在A點(diǎn)掛鉤碼時(shí)，杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重力關(guān)系的結(jié)論？如果能，請(qǐng)寫出結(jié)論；如果不能，請(qǐng)簡(jiǎn)要理由，答：一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的；
（3）用該實(shí)驗(yàn)裝置，研究杠桿的機(jī)械效率與掛鉤碼位置的關(guān)系，請(qǐng)你簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案：在完成實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上，改變所掛鉤碼的位置再做二次實(shí)驗(yàn)，分別重復(fù)上述步驟測(cè)出杠桿的機(jī)械效率，加以比較，得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）彈簧測(cè)力計(jì)在使用前要先調(diào)零；
（2）彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)；
在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$來計(jì)算；
①克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；
②通過探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論；
（3）要探究機(jī)械效率與掛鉤碼位置的關(guān)系，應(yīng)采取控制變量法，保持鉤碼的個(gè)數(shù)不變，只需要改變鉤碼的位置進(jìn)行探究即可．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)所用的彈簧測(cè)力計(jì)如圖甲所示，在用它測(cè)力前應(yīng)對(duì)它進(jìn)行的操作是調(diào)零；
（2）由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N．
在實(shí)驗(yàn)過程中，有用功是：W_有用=Gh=1N×0.1m=0.1J
總功是：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J
所以杠桿的機(jī)械效率是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$×100%≈66.7%；
①額外功產(chǎn)生的原因：克服機(jī)械的重做功、克服摩擦做功；
②分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持位置不變．
應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論．只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的．
（3）在完成實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上，改變所掛鉤碼的位置再做二次實(shí)驗(yàn)，分別重復(fù)上述步驟測(cè)出杠桿的機(jī)械效率，加以比較，得出結(jié)論．
故答案為：（1）調(diào)零；（2）0.5； 66.7；①杠桿有自重；②不能；一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的；（3）在完成實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上，改變所掛鉤碼的位置再做二次實(shí)驗(yàn)，分別重復(fù)上述步驟測(cè)出杠桿的機(jī)械效率，加以比較，得出結(jié)論．

點(diǎn)評(píng) （1）機(jī)械效率的計(jì)算是同學(xué)們應(yīng)該掌握的基本技能，關(guān)鍵是搞清楚有用功和總功，一般來說，使用機(jī)械所用外力做的功是總功，而克服提升重物重力做的功是有用功．
（2）能正確分析額外功的原因，如何提高機(jī)械效率．以及用控制變量法研究機(jī)械效率的影響因素．