Question

同學(xué)們在探究“影響滑輪組機械效率高低的因素”時提出了下列假設(shè)：
滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關(guān)；
滑輪組機械效率高低可能與被提物重有關(guān)；
滑輪組機械效率高低可能與物體提升高度有關(guān)；
滑輪組機械效率高低可能與承重繩子段數(shù)有關(guān)．
一位同學(xué)設(shè)計了如圖所示的四個滑輪組，并將所測實驗數(shù)據(jù)填入下表：

實驗次數(shù)	動滑輪重/N	物重/N	動力/N	繩子的股數(shù)n	機械效率
1	1	2	1
2	1	4	1.67
3	2	4	2
4	1	4	2.5

（1）在表中填上四次實驗的繩子的股數(shù)n和機械效率．
（2）根據(jù)實驗 ________和 ________（填①、②、③、④）可知，滑輪組機械效率高低與被提物重有關(guān)；
（3）根據(jù)實驗②和④可知，滑輪組的機械效率與 ________無關(guān)；
（4）通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越 ________；
（5）要研究滑輪組機械效率高低是否與物體提升高度有關(guān)，應(yīng)該選用 ________（填“同一”或“不同”）滑輪組，提升 ________（填“相同”或“不同”）的高度去研究．

Answer 1

解：（1）由圖知，①由3段繩子承擔(dān)物重，所以s₁=3h₁．
η₁=
②由3段繩子承擔(dān)物重，所以s₂=3h₂．
η₂=
③由3段繩子承擔(dān)物重，所以s₃=3h₃
η₃=
④由2段繩子承擔(dān)物重，所以s₄=2h₄
η₄=
故答為：

實驗次數(shù)	動滑輪重/N	物重/N	動力/N	繩子的股數(shù)n	機械效率
1	1	2	1	3	66.7%
2	1	4	1.67	3	79.8%
3	2	4	2	3	66.7%
4	1	4	2.5	2	80%

（2）要探究滑輪組機械效率與物重的關(guān)系，應(yīng)使物體的重力不同，其它條件都相同，所以應(yīng)選①②．
故答案為：①；②．
（3）②和④物重和動滑輪重都相同，只有承擔(dān)物重的繩子段數(shù)不同，所以滑輪組的機械效率與承擔(dān)物重的繩子段數(shù)無關(guān)．
故答案為：承擔(dān)物重繩子段數(shù)．
（4）由數(shù)據(jù)可知，動滑輪越重，所做的額外功在總功中占得比例越大，機械效率越低．
故答案為：小．
（5）要研究滑輪組機械效率高低是否與物體提升高度有關(guān)，只有使提升物體的高度不同，其它條件都應(yīng)相同．
故答案為：同一；不同．
分析：（1）要解決此題首先要會判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)．關(guān)鍵是看由幾段繩子拉著動滑輪．同時要掌握機械效率的概念，即η=．
（2）在探究滑輪組的機械效率與物重之間的關(guān)系時，滑輪組的組裝情況相同，只有物體的重力不同．
（3）②和④只有承擔(dān)物重的繩子段數(shù)不同．動滑輪和物重都相同．所以探究機械效率與承擔(dān)物重的繩子段數(shù)之間的關(guān)系．
（4）動滑輪越重，提升物體時做的額外功越多，所以機械效率越低．
（5）要研究機械效率與高度的關(guān)系，只能使物體被提升的高度不同，其它條件都相同．
點評：此題主要通過實驗探究影響滑輪組機械效率的因素．首先要掌握機械效率的概念和測量方法，并且注意控制變量法在此實驗中的應(yīng)用．