Question

用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．

(1)實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為________N，鉤碼總重G為1．0N，鉤碼上升高度h為0．1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為0．3m，則杠桿的機(jī)械效率為________％．請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：__________________
(2)為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論?答：_________________；
請(qǐng)簡要說明兩條理由：
①________________________________________________________；
②________________________________________________________．

Answer 1

（1）0.5，66.7% ，杠桿自重   （2）不能得出此結(jié)論①?zèng)]有控制重物懸掛點(diǎn)位置不變（或者沒有控制變量）②測(cè)量次數(shù)太少

試題分析：對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)．
在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式來計(jì)算．通過探究實(shí)驗(yàn)來得出結(jié)論時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，同時(shí)，分析機(jī)械效率的影響因素也應(yīng)采取控制變量法，這樣才能得出正確結(jié)論．根據(jù)這一思路來對(duì)最后的問題做出判斷．（1）由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N．
在實(shí)驗(yàn)過程中，有用功是：W_有用=Gh=1.0N×0.1m=0.1J，
總功是：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，
所以杠桿的機(jī)械效率是：．
在本實(shí)驗(yàn)中，克服杠桿自重做功和克服摩擦力做功是產(chǎn)生額外功的主要原因．
（2）分析機(jī)械效率的影響因素應(yīng)采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持位置不變，而實(shí)驗(yàn)中，兩次鉤碼懸掛的位置是不同的．同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出有說服力的正確結(jié)論，只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的．
點(diǎn)評(píng)：（1）機(jī)械效率的計(jì)算是同學(xué)們應(yīng)該掌握的基本技能，關(guān)鍵是搞清楚有用功和總功，一般來說，使用機(jī)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．本題中，還要學(xué)會(huì)分析產(chǎn)生額外功的主要原因．
（2）在類似的實(shí)驗(yàn)中，是否合理運(yùn)用了控制變量法或是否進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)來最終歸納可靠結(jié)論，是我們對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論可靠與否進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，值得我們重點(diǎn)關(guān)注