Question

8．某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证．

（1）如果影响机械效率的因素有A、B、C三个，要研究其与A因素的关系，需要先控制BC因素不变，而改变A因素，从而进行研究．
（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关．
（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑组进行实验．验证猜想一的小组应按图1、3（或2、4）所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小相等（选填“相等”或“不相等”），则可初步判断猜想一是错误的；
验证猜想二的小组应按图1、2（或3、4）所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是正确（选填“正确”或“错误”）的．
（4）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：增加物重或减小动滑轮的重力和摩擦力．

Answer 1

分析 （1）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；
（3）①要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同外，还要提起相同的重物；
②要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同外，还要相同的绕线方法；
（4）提高滑轮组机械效率的方法：增加物重，减小动滑轮的重力．

解答 解：
（1）要研究其与A因素的关系，就要控制其他因素（即B、C因素）不变，改变A因素；
（3）要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关，需要保持滑轮数目、规格相同，提升的物重相同，所以选择的是图1、3或图2、4；若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等，说明机械效率与绕线方法无关，可初步判断猜想是错误的；
要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关，需要保持滑轮数目、规格相同，还要保持绕线方法相同，所以选择的是图1、2或3、4；若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，说明机械效率与物重有关，可初步判断猜想是正确的．
（4）要提高机械效率，要尽量减小额外功、增大有用功，可尽量让滑轮组满负荷工作（提升可以提升的最大物重）、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等．
故答案为：（1）B、C；A；
（3）1、3或2、4；相等；1、2或3、4；正确；
（4）增加物重或减小动滑轮的重力和摩擦力．

点评 探究影响滑轮组机械效率的因素，需要应用控制变量法；滑轮组的机械效率的高低与提起的物重、动滑轮的重、绳重、摩擦有关，与滑轮的绕法、升高的距离没有关系．