Question

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示，实验得到的数据如下表所示．

次数	钩码重 G/N	钩码上升 高度h/m	有用力 W有用/J	拉力 F/N	绳端上升 距离s/m	总功 W总/J	机械效率 η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48
3	4	0.1	0.4	1.1	0.5	0.55	72.7%

（1）第2次实验中测得的机械效率是______．
（2）比较第1、2两次实验数据，可得出：使用同一滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越______（填“高”或“低”）．
（3）第3次实验中的动滑轮个数比第2次多，动滑轮自重增大，拉力移动相同距离时，对动滑轮所做的额外功______（填“增加”或“减小”）．由此得出：滑轮组的机械效率与动滑轮的自重大小______（填“有关”或“无关”）．
（4）实验小组的同学猜想：滑轮组的机械效率还可能与钩码被提升的高度有关，请你选用上述器材设计一个实验来验证这一猜想是否正确，写出实验步骤．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道第2次实验中的有用功和总功，求出机械效率．
（2）钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，提起的重物越重，机械效率越高．
（3）提起的重物相同，升高的距离相同，有用功相同，动滑轮越重，额外功增大，总功增大，机械效率越小．所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．
（4）选用同一滑轮组，提升相同的重物，用弹簧测力计匀速竖直向上拉动绳端，将钩码提升不同的高度，分别读出测力计的示数，测量动力点移动的距离，算出机械效率，进行比较．
解答：解：（1）机械效率：η===83.3%．
（2）第1、2两次实验数据，可得出：相同条件下，同一滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．
（3）由实验2、3得，有用功不变，总功增大，额外功增大，机械效率降低．所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．
（4）实验步骤：
选用同一滑轮组，提升相同的重物，用弹簧测力计匀速竖直向上拉动绳端．
使重物升高h₁，读出测力计的示数，测量动力点移动的距离，算出机械效率．
使重物升高h₂，读出测力计的示数，测量动力点移动的距离，算出机械效率．进行比较．
故答案为；（1）83.3%；
（2）高；
（3）增加；有关；
（4）实验步骤：
选用同一滑轮组，提升相同的重物，用弹簧测力计匀速竖直向上拉动绳端．
使重物升高h₁，读出测力计的示数，测量动力点移动的距离，算出机械效率．
使重物升高h₂，读出测力计的示数，测量动力点移动的距离，算出机械效率．进行比较．
点评：对于设计实验，设计实验表格的习题，最近中考中经常出现，一定要掌握，这是对学生创新思维的培养．