Question

8．小明在测一滑轮组机械效率的实验中，记录的数据如下表：

次数	物重G/N	物体上升的高度h/cm	有用功W有/J	动力F/N	动力作用点移动的距离x/cm	总功W/J	机械效率η
1	2.0	5	0.10	1.0	20	0.20	50%
2	4.0	5	0.20	1.5	20		66.7%
3	6.0	5	0.30	2.0	20	0.40

（1）在图中画出本实验的滑轮组绕绳方法．
（2）将表格中空白处的数据补充完整．
（3）测滑轮组的机械效率时，多次改变提升的物重，目的是为了B（选填字母）．
A．多次测量取平均值减小误差       B．获得多组数据归纳出物理规律
（4）3次实验中克服动滑轮所做的功是相等的（选填“相等”或“不相等”）．分析表中数据，实验3机械效率比较高的原因是：在额外功相同的情况下，物体重力越大，有用功功占总功的比例越大．

Answer 1

分析 （1）由物体升高的距离和动力作用点移动的距离，判断承担重物和动滑轮的绳子的段数，画出滑轮组的绕法．
（2）知道动力和动力点移动的距离，求出总功．
知道有用功和总功，求出机械效率．
（3）探究滑轮组的机械效率时，改变提升的物重，进行多次实验，为了发现其中的规律．
（4）比较三次实验的条件和机械效率大小，可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响．

解答 解：
（1）如实验1和2，动力点移动的距离是物体升高距离的4倍，所以物体和动滑轮由4段绳子承担，滑轮组的绕法如图所示：

（2）实验2的总功为：W_总=Fs=1.5N×0.2m=0.30J；
实验3的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.30J}{0.40J}$×100%=75%；
（3）测滑轮组的机械效率时，多次改变提升的物重，目的是为了获得多组数据归纳出提起的物体越重，机械效率越高这个规律，故B正确；
（4）由表中数据可知，3次实验中动滑轮质量相同、重力相同，上升的高度也相同，克服动滑轮所做的功相等，分析表中数据可知，实验3机械效率比较高的原因是：在额外功相同的情况下，物体重力越大，有用功功占总功的比例越大，说明使用同一滑轮组，增加物重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）如上图；（2）0.30；75%；（3）B；（4）相等；额外功；物体重力；有用功．

点评 在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此，控制变量法的运用也十分关键．