Question

15．小明在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重G/N	物體上升的高度h/cm	測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	24

（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問(wèn)題：
①在測(cè)量測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離時(shí)，有一個(gè)數(shù)據(jù)的記錄錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是17，應(yīng)改為15；
②第3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是80%；
③由表格中的數(shù)據(jù)可知：滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)．
（2）小紅在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上多使用一個(gè)滑輪也做了實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示．小紅多使用一個(gè)滑輪，目的是為了改變拉力的方向；
②當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，它們的機(jī)械效率相同（選填“相同”或“不相同”）．

Answer 1

分析 （1）①由圖甲所示滑輪組求出滑輪組承重繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh分析答題；
②根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率；
③分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（2）①由實(shí)驗(yàn)裝置可知，小紅多使用一個(gè)滑輪的目的；
②計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動(dòng)滑輪所做的功．

解答 解：
（1）①由圖甲所示滑輪組可知，滑輪組承重的繩子有效股數(shù)n=3；
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼上升高度為5cm，則測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離應(yīng)為s=3h=3×5cm=15cm，而表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離為17cm，所以，數(shù)據(jù)17錯(cuò)誤，正確的數(shù)據(jù)為15；
②由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：
η₃=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.08m}{2.5N×0.24m}$×100%=80%；
③第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)的機(jī)械效率：η₁=$\frac{{W}_{有用1}}{{W}_{總1}}$=$\frac{{G}_{1}{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$=$\frac{6N×0.03m}{2.5N×0.09m}$×100%=80%，
同理可得η₂=80%；
比較可知，使用同一滑輪組，提升鉤碼的重力相同，而物體提升的高度不同，但滑輪組的機(jī)械效率相同，由此可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體上升高度無(wú)關(guān)；
（2）①如圖乙所示，小紅多使用一個(gè)滑輪（該滑輪為定滑輪），其作用是改變拉力的方向；
②這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，
若忽略繩重及摩擦，則機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$，因?yàn)槲矬w重力相同、動(dòng)滑輪重力相同，所以兩滑輪組的機(jī)械效率相同．
故答案為：（1）①17；15；②80%；③物體上升的高度；（2）①拉力的方向； ②相同．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率和物體重、動(dòng)滑輪重有關(guān)，如果動(dòng)滑輪重不變，物體越重，機(jī)械效率越高；如果物體重不變，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．