Question

（2013?營口一模）在探究“滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)”的實驗中，某實驗小組做出了如下猜想：
A．滑輪組的機械效率與動滑輪自重有關(guān)
B．滑輪組的機械效率與所提的物重有關(guān)
C．滑輪組的機械效率與繩重有關(guān)
D．滑輪組的機械效率與繩和滑輪之間的摩擦有關(guān)
針對上述猜想，該實驗小組的同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置測得三組實驗數(shù)據(jù)如表所示，其中第1、2、3次實驗的裝置分別如圖甲、乙、丙所示．

次數(shù)	鉤碼重 G/N	鉤碼上 高度h/m	有用功 W有/J	測力計 拉力F/N	測力計移動 距離s/m	總功 W總/J	機械效率 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	83.3%
3	4	0.1	0.4	1.1	0.5	0.55	72.7%

（1）第3次實驗中所做的有用功是

0.4

J，機械效率是

72.7%

．
（2）在實驗操作中應(yīng)豎直向上

勻速

拉動彈簧測力計．
（3）比較第1次實驗和第2次實驗，可以證明猜想

B

（填字母）是正確的．
（4）比較第

2、3

次實驗可以證明猜想A是正確的，這是因為動滑輪自重增大，對動滑輪所做的額外功

增大

（填“增大”或“減小”）．
（5）請你就如何提高滑輪組機械效率的問題提出兩點合理建議：
建議一：

選用較輕的動滑輪組裝滑輪組

；
建議二：

對于給定的滑輪組，增大提起物體的重力

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)第3次實驗的數(shù)據(jù)，利用W=Gh求出有用功，根據(jù)η=

W有

W總

求出機械效率；
（2）根據(jù)二力平衡的知識，物體做勻速直線運動時，受到的力是平衡力；
（3）在第1次實驗和第2次實驗中，使用的滑輪組相同，但提升的重物不同，則機械效率也不同．
（4）在第2次實驗和第3次實驗中，提升的重物相同，而動滑輪的個數(shù)不同，則機械效率也不同．
（5）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知影響滑輪組機械效率的因素?fù)?jù)此提出提高機械效率的方法．

解答：解：
（1）第3次實驗中：
有用功：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
機械效率：
η=

W有

W總

=

0.4J

0.55J

≈72.7%；
（2）實驗中研究的是繩子拉力，只有鉤碼勻速上升時，受到平衡力的作用，彈簧測力計的示數(shù)才等于繩子的拉力；
（3）在第1次實驗和第2次實驗中，是使用了同一滑輪組，但物重不同，物重大的，機械效率要高，故可以證明猜想B是正確的；
（4）要驗證滑輪組的機械效率與動滑輪自重有關(guān)，應(yīng)保持有用功相同，改變動滑輪的個數(shù)進(jìn)行實驗，故第2次實驗和第3次實驗符合；
這是因為動滑輪自重增大，動滑輪所做的額外功增加，額外功所占總功增大，機械效率減小；
（5）由以上分析可見，影響動滑輪機械效率的因素有：物體的重力、動滑輪的重力，
因此提高機械效率就應(yīng)從這這兩個方面考慮；動滑輪的重力越小、所提物體越重滑輪組的機械效率越高．
故答案為：
（1）0.4；72.7%；
（2）勻速； 
（3）B；
（4）2、3；增大； 
（5）選用較輕的動滑輪組裝滑輪組；對于給定的滑輪組，增大提起物體的重力．

點評：本題通過運用控制變量法的思想分析實驗數(shù)據(jù)得出影響動滑輪機械效率的因素，并且考查了滑輪組機械效率的計算和提高滑輪組機械效率的方法，重點考查了學(xué)生的分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．