Question

2．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)用同樣的滑輪安裝了如圖甲、乙所示的滑輪組，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示．

次數(shù)	物體的重力 G/N	提升高度 h/m	拉力 F/N	繩端移動(dòng)的距離s/m	機(jī)械效率 η
1	2	0.1	1	0.3	66.7%
2	3	0.1	1.4	0.3	71.4%
3	4	0.1	1.8	0.3	74.1%
4	2	0.1	1.5	0.2

（1）表格內(nèi)的第4次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)補(bǔ)充的數(shù)據(jù)是66.7%（結(jié)果精確到0.1%）．這次數(shù)據(jù)是用圖中乙（填“甲”或“乙”）所示的滑輪組測(cè)得的．
（2）分析比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判定，若要增大滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)該增大所提物體的重力．在第1次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)拉著物體以0.1m/s的速度勻速上升時(shí)，拉力F的功率為0.3W．
（3）某同學(xué)認(rèn)為，使用相同的滑輪所組成的滑輪組提升同一個(gè)重物時(shí)，越省力的滑輪組其機(jī)械效率越大，他的想法正確嗎？不正確．請(qǐng)你利用補(bǔ)充完整后的表格中的數(shù)據(jù)說明你的判斷依據(jù)：比較第1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第1次比第4次省力，但兩次的機(jī)械效率卻相同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$可計(jì)算出第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；然后根據(jù)s=nh求出提升物體繩子的條數(shù)，從而確定滑輪組的裝置；
（2）比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鉤碼升高的距離相同，繩子自由端移動(dòng)的距離相同，說明使用的是同一裝置，所做的額外功相同，提起的重物不同，機(jī)械效率不同據(jù)此得出結(jié)論．
由物體上升速度，根據(jù)v_F=nv_物計(jì)算出繩子自由端的速度，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計(jì)算拉力的功率；
（3）比較1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并得出相應(yīng)的結(jié)論．

解答 解：（1）第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{1.5N×0.2m}$×100%≈66.7%；
由s=nh可得，n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.2m}{0.1m}$=2，圖甲中n=3，圖乙n=2，故選擇裝置乙；
（2）比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高，因此增大物體的重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
在第一次實(shí)驗(yàn)中，n=$\frac{{s}_{1}}{{h}_{1}}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，
v_F=nv_物=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力F的功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=F₁v_F=1N×0.3m/s=0.3W；
（3）不正確；比較第1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第1次比第4次省力，但兩次的機(jī)械效率卻相同．
故答案為：（1）66.7%；
（2）增大所提物體的重力；0.3；（3）不正確；比較第1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第1次比第4次省力，但兩次的機(jī)械效率卻相同．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響滑輪組機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)，知道物體越重，做的有用功越多，機(jī)械效率越高；動(dòng)滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．