Question

15．在测滑轮组机械效率的实验中，同学们利用如图所示的实验装置完成了该实验，表是两个实验小组的实验记录：

实验小组	钩码重/N	动滑轮重G/N	拉力F/N	机械效率η
1	1.5	0.3	0.7	71.4%
2	1.5	0.5	0.8

（1）请计算出第2实验小组的机械效率，并填写在表中．
（2）分析以上实验数据，可得出影响滑轮组机械效率的主要因素是动滑轮重力．
（3）李明在完成该实验后猜想：同一滑轮组的机械效率可能还与钩码的重力有关，并设计一个正确的实验方案．在实验中李明必须控制不同B．（只填序号，选项唯一）
A．钩码的重力    B．动滑轮的重力    C．定滑轮的重力．

Answer 1

分析 （1）与动滑轮相连的绳子段数为3段，因此绳子自由端移动的距离是物体升高距离的3倍，根据滑轮组机械效率的计算公式计算出滑轮组的机械效率．
（2）分析表中数据，钩码重相同，动滑轮重不同，机械效率也不同．
（3）探究滑轮组的机械效率与钩码重力关系时，应当在动滑轮重力不变前提下，改变钩码重力．

解答 解：（1）有用功W_有用=Gh，总功W_总=Fs=F•nh，则滑轮组机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{Fn}$=$\frac{1.5N}{0.8×3}$×100%=62.5%；
（2）滑轮组的机械效率与提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力及摩擦有关，从表中数据可以看出，影响滑轮组机械效率的因素是动滑轮重力，提升物体重力相同时，动滑轮越重，机械效率越低．
（3）采用控制变量法的思想，控制动滑轮重力相同（选用同一滑轮组），其具体步骤是：组成一个滑轮组，保持滑轮组的组合不变，改变钩码的重，分别测出各次的机械效率；比较它们机械效率的大小，得出结论．
故答案为：（1）62.5%；
（2）动滑轮重力；
（3）见上述步骤；B．

点评 使用滑轮组时，额外功主要消耗在克服动滑轮重力、绳子重力及摩擦上，增加钩码的重力，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，机械效率变大．