Question

15．芳芳和蘭蘭運用如圖所示的實驗裝置測定了滑輪組的機(jī)械效率，在全班交流實驗結(jié)果時，老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式都不變，改變其他因素，是否會影響它的機(jī)械效率呢？大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種，
猜想1  可能與勻速提升的速度大小有關(guān)；
猜想2  可能與被提升的鉤碼重有關(guān)；
猜想3  可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關(guān)；
猜想4  可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)．芳芳和蘭蘭分別根據(jù)各自的猜想進(jìn)行了探究，實驗記錄如下表．
（1）請幫助蘭蘭完成表中的一項計算；
（2）請根據(jù)她倆的實驗記錄，分別在表中寫出探究結(jié)果；
（3）歸納她倆的實驗探究，你所得的結(jié)論是：滑輪組的機(jī)械效率與勻速提升物體的速度大小無關(guān)，與被提升物體的重力大小有關(guān)，物體的重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高．．
芳芳的實驗記錄

	鉤碼重（N）	繩端拉力（N）	機(jī)械效率
較小提升速度	10	4.2	79.4%
較大提升速度	10	4.2	79.4%
探究結(jié)果	滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的速度無關(guān)

蘭蘭的實驗記錄

	鉤碼重（N）	繩端拉力（N）	機(jī)械效率
大致相同的提升速度	10	4.2	79.4%
	15	6.0	83.3%
探究結(jié)果	滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力有關(guān)，被提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖中滑輪組確定繩端移動距離和物體上升高度之間的關(guān)系，s=nh；
根據(jù)機(jī)械效率的計算公式：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$計算滑輪組的機(jī)械效率；
（2）（3）注意分析蘭蘭、芳芳所測的物理量，注意變化的量和不變的量，同時注意觀察機(jī)械效率是否變化，若變化的話是由哪個物理量引起的．

解答 解：
（1）由圖知，此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以s=3h
因此當(dāng)鉤碼重為15N時，滑輪組的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{15N}{3×6N}$×100%≈83.3%；
（2）芳芳：兩次被提升鉤碼的重力相同，第二次比第一次提升的速度大，兩次測量的機(jī)械效率相同，所以可以看出滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)；
蘭蘭：由表格中數(shù)據(jù)知，兩次實驗物體被提升的速度相同，第二次提升鉤碼的重力大，機(jī)械效率也高，所以可以看出滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力有關(guān)；
（3）總結(jié)蘭蘭和芳芳的結(jié)論，可以得出滑輪組的機(jī)械效率與勻速提升物體的速度大小無關(guān)，與被提升物體的重力大小有關(guān)，物體的重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高．
故答案為：
（1）83.3%；
（2）芳芳：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的速度無關(guān)；蘭蘭：滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力有關(guān)，被提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；
（3）滑輪組的機(jī)械效率與勻速提升物體的速度大小無關(guān)，與被提升物體的重力大小有關(guān)，物體的重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高．

點評 此題主要是測量滑輪組的機(jī)械效率，主要考查了有關(guān)機(jī)械效率的計算，同時考查了學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，考查了影響滑輪組機(jī)械效率的因素．