Question

4．在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们猜想可能与提升物体的重力、动滑轮的重力以及承重绳的段数有关，他们设计并利用如图所示的四个滑轮组分别进行实验．下表是他们记录的实验数据．

序号	G动/N	G物/N	n	F/N	η
①	1	3	3	1.5	66.7%
②	1	4	3	1.9	70.2%
③	2	4	3	2.3
④	1	4	2	2.8	71.4%

（1）从序号①和②中的数据可知，滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关
（2）请计算出表中空白处的数据，为58.0%，分析序号②和③中的数据可知，滑轮组机械效率高低与动滑轮的重力有关．
（3）若要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系，应参考序号②和序号④中的数据．

Answer 1

分析 （1）探究机械效率与提升物体的重力关系，应控制其它量不变而改变物体的重力，分析表中实验数据，找出符合要求的实验序号；
（2）根据第③次实验数据，求出有用功与总功，然后由效率公式求出机械的效率；
分析实验序号为②和③的实验数据，利用控制变量法得出实验结论；
（3）研究滑轮组机械效率高低是否与提升物体的高度有关，应控制动滑轮的重力和重物重力不变而改变物体被提升的高度进行实验．

解答 解：
（1）从序号①和②中的数据可知，动滑轮重和承重绳的段数相同，物重不同，滑轮组的机械效率不同，说明滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关；
（2）根据表中第③次实验数据可知，滑轮组的效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{4N}{3×2.3N}$×100%=58.0%；
从序号②和③中的数据可知，物体的重力和承重绳的段数相同，动滑轮的重力不同，滑轮组的机械效率不同，说明滑轮组机械效率高低与动滑轮的重力有关；
（3）要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系，应动滑轮的重力和重物重力不变而改变物体被提升的高度进行实验，序号②④中的数据符合．
故答案为：（1）①；（2）58.0%；动滑轮的重力；（3）②；④．

点评 本题考查了滑轮组机械效率的测量实验，利用好控制变量法是解题的关键．