Question

7．在“探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率”時(shí)，某小組利用自重不同的兩個(gè)動(dòng)滑輪進(jìn)行了如圖的三次測量，數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn) 序號	鉤碼 重/N	動(dòng)滑輪 重/N	拉力/N	鉤碼上升的高度/m	測力計(jì)移動(dòng) 的距離/m	有用功/J	總功 /J	機(jī)械效率 /%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4	（a）	（b）	（c）

（1）完成表格中第3次數(shù)據(jù)（a）（b）（c）處的計(jì)算，填在下面的橫線上：
（a）1.2J；（b）1.32N；（c）90.9．
（2）通過比較①②兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（選填實(shí)驗(yàn)序號），可知?jiǎng)踊�輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（3）小明認(rèn)為“同一個(gè)機(jī)械，它的機(jī)械效率是一個(gè)定值”，通過比較①③兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（選填實(shí)驗(yàn)序號），可知他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）．
（4）如果在第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)自由端的拉力方向由豎直變得向右傾斜一些，則勻速提升重物時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率將變�。ㄟx填“變大”、“不變”或“變小”）

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)W_有=Gh求有用功，根據(jù)W_總=Fs求總功，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求機(jī)械效率；
（2）研究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重的關(guān)系，要控制提升物體的重力相同，只改變動(dòng)滑輪的重力，據(jù)此分析；
（3）比較①③兩次實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論；
（4）動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，若自由端的拉力方向由豎直變得向右傾斜一些，分析杠桿力臂變化，根據(jù)杠桿的平衡條件確定拉力的變化，根據(jù)機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%分析．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)，有用功：
W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J，
總功：
 W_總=Fs=3.3N×0.4m=1.32J；
機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.2J}{1.32J}$≈90.9%；
（2）研究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重的關(guān)系，要提升同一物體（控制重力不變），只改變動(dòng)滑輪的重力，故通過比較①②兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知?jiǎng)踊�輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)；
（3）比較①③兩次實(shí)驗(yàn)，提升物體的重力不同，機(jī)械效率不同，故小明認(rèn)為“同一個(gè)機(jī)械，它的機(jī)械效率是一個(gè)定值”，是錯(cuò)誤的；
（4）因?yàn)槿衾�力F的方向向右傾斜一些，豎直向上拉測力計(jì)時(shí)，動(dòng)力臂為輪的直徑，若拉力F的方向向右傾斜一些，則動(dòng)力臂為OA，變小了，如下所示：

所以根據(jù)杠桿平衡條件可知拉力將變大，因有用功W_有=Gh，而總功變大了，機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$，故則勻速提升重物時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率將變小．
故答案為：（1）1.2J；1.32N；90.9；（2）①②；有關(guān)；（3）①③；錯(cuò)誤；（4）變小．

點(diǎn)評 本題探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，考查機(jī)械效率的計(jì)算、控制變量法的運(yùn)用和數(shù)據(jù)分析的能力及影響機(jī)械效率的因素．