Question

在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图A所示装置测得了四组数据，如下表所示．

试验次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/cm	测力计的示数F/N	测力计移动的距离s/cm
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）前三次实验中，第______次实验数据明显出现错误，应当剔除．
（2）第四次实验中，有用功是______J，滑轮组的机械效率为______．
（3）根据以上信息，请判断：该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与______是否有关．
（4）小红在以上实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图B所示．
①小红多使用一个滑轮，目的是为了______；
②当两位同学使用各自的滑轮组提升同一重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率______（填“相同”或“不相同”），理由是：______．

Answer

（1）要解决此题，需要掌握绳端移动距离与物体上升高度之间的关系：s=nh．
（2）掌握有用功、总功、机械效率的概念．在此题中有用功是克服钩码的重力做的功；总功时拉力F做的功；机械效率等于有用功与总功之比．
（3）要得出结论，需要注意分析表格中各数据，分析改变的量，机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的．
（4）定滑轮不省力但能改变力的方向，在忽略绳重及摩擦的前提下，滑轮组的机械效率与提升物体的重力和动滑轮的重力有关．
【解析】
（1）前三次实验中，1、2两次实验绳端移动距离都是物体上升高度的3倍，可知此滑轮组由3段绳子承担物重，而第三次绳端移动距离与钩码上升高度的关系错误，所以应当剔除．
故答案为：3．
（2）第四次实验的钩码重G=3N，钩码上升高度h=10cm=0.1m．
所以有用功为：W有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
测力计示数即拉力为F=1.2N，绳端移动距离为s=30cm=0.3m
所以总功为：W总=Fs=1.2N×0.3m=0.36J；
所以机械效率为：η=×100%=×100%≈83.3%．
故答案为：0.3；83.3%．
（3）由表格中数据可以看出，在4次实验中钩码上升的高度不断发生变化，所以是探究滑轮组机械效率与钩码上升的高度是否有关．
故答案为；钩码上升的高度．
（4）①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变力的方向；
②在忽略绳重及摩擦的前提下，滑轮组的机械效率与提升物体的重力和动滑轮的重力有关，因此当两位同学使用各自的滑轮组提升同一重物时，机械效率是相同的．
故答案为：①改变力的方向；
②相同；若将物体提升相同的高度所做的有用功和额外功都相同．