Question

3．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：（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：

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	18
3	6	8	2.5	24

①表中有一個(gè)數(shù)據(jù)的記錄是錯(cuò)誤的，該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)是18；
②第3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是80%；
③滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無關(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．
①小紅多使用一個(gè)滑輪，目的是為了改變拉力的方向；
②兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物（不計(jì)繩重及摩擦），那么所測(cè)機(jī)械效率是否相同：相同，理由是：在用不同的滑輪組提升同一個(gè)物體時(shí)，所做的有用功和總功都相同，所以機(jī)械效率相同．．

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，滑輪組承重繩子的有效股數(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，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離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18cm，則數(shù)據(jù)18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：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.08m}{2.5N×0.24m}$×100%=80%；
③由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組，提升鉤碼的重力相同而提升的高度不同，滑輪組效率相同，由此可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體上升高度無關(guān)；
（2）①定滑輪的作用是改變力的方向；
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，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機(jī)械效率不變．
故答案為：（1）①18；②80%；③物體上升的高度；
（2）①拉力的方向； ②相同；在用不同的滑輪組提升同一個(gè)物體時(shí)，所做的有用功和總功都相同，所以機(jī)械效率相同．

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．