Question

20．用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率．實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．
（1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)為F，鉤碼總重為G，鉤碼上升高度為h，測力計移動距離為s，則杠桿的機械效率的表達式為η=$\frac{Gh}{Fs}$（用上述測量量表示）．
（2）為了進一步研究杠桿機械效率與哪些因素有關，一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：

次數(shù)	鉤碼懸掛點	鉤碼總重G/N	鉤碼移動距離h/m	拉力F/N	測力計移動距離s/m	機械效率η/%
1	A點	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B點	2.0	0.15	1.2	0.30

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請你填上表中所缺數(shù)據(jù)：
（3）由表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？答：不能；理由：兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置（說出一條即可）

Answer 1

分析 （1）（2）在實驗中，彈簧測力計向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，杠桿的機械效率可以根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$來計算；
（3）通過探究實驗來得出結論時，應進行多次實驗，分析多組數(shù)據(jù)，同時，分析機械效率的影響因素也應采取控制變量法，這樣才能得出正確結論，根據(jù)這一思路來對最后的問題做出判斷．

解答 解：
（1）由圖可知，在實驗中的有用功為：W_有用=Gh，總功為：W_總=Fs，
所以杠桿的機械效率是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$；
（2）第2次實驗的機械效率為：：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.15m}{1.2N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（3）分析機械效率的影響因素應采取控制變量法，研究提起的物重和機械效率的關系時，應保持鉤碼所掛位置不變，而實驗中，兩次鉤碼懸掛的位置是不同的；同時，還應進行多次實驗，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出有說服力的正確結論，只憑一次實驗數(shù)據(jù)做出結論是不科學的．
故答案為：（1）η=$\frac{Gh}{Fs}$；（2）83.3%；（3）不能；兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置．

點評 機械效率的計算是同學們應該掌握的基本技能，關鍵是搞清楚有用功和總功，一般來說，使用機械所用外力做的功是總功，而克服提升重物重力做的功是有用功．