Question

【題目】在探究“滑輪組機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前3組數(shù)據(jù)，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得第4組數(shù)據(jù)，如下表：

實驗次數(shù)	物重G物/N	動滑輪重G動/N	鉤碼上升的高度h/m	動力F/N	動力作用點移動的距離s/m	滑輪組的機械效率η/%
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3
4	4	1	0.1	0.5	50.0

（1）根據(jù)表中前3次實驗數(shù)據(jù)，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法．

（2）在實驗中，測量繩端拉力F時，應(yīng)盡量 勻速向上拉動彈簧測力計，讀出乙圖中彈簧測力計的示數(shù)為 N，第3次實驗時滑輪組的機械效率為 ．

（3）由表中第 組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關(guān)．

（4）由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與摩擦和 有關(guān)，請計算出第3組實驗中克服摩擦所做的額外功 J．

Answer 1

【答案】（1）見圖；

（2）豎直；1.6N；66.7%；（3）1、2、3；（4）動滑輪重； 0.15．

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)h與s的關(guān)系（s=nh）結(jié)合表格中數(shù)據(jù)判斷承擔物重的繩子段數(shù)，然后繞線；

（2）為準確地測出拉力，需豎直向上勻速拉動測力計；進行讀數(shù)時，注意測力計的分度值；

根據(jù)公式η=×100%=×100%計算機械效率；

（3）根據(jù)結(jié)論：同一滑輪組的機械效率與物重有關(guān)，找出實驗數(shù)據(jù)即可；

（4）由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，物重相同，動滑輪重力不同，

先根據(jù)W=Gh求出有用功和克服動滑輪做的功，然后根據(jù)W=Fs求出總功，則克服繩重及摩擦做的那部分額外功等于總功減去有用功和克服動滑輪做的功．

解：（1）由前4組實驗數(shù)據(jù)知，s=3h，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，因此應(yīng)從動滑輪繞起，如圖所示：

（2）實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，這樣才能準確測出拉力的值；

由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以其示數(shù)為1.6N；

η=×100%=×100%=×100%≈66.7%；

（3）由表中第 1、2、3組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關(guān)．

（4）由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，物重相同，動滑輪重力不同，機械效率不同，由此可得，滑輪組的機械效率與摩擦和動滑輪重有關(guān)

根據(jù)表中第3組數(shù)據(jù)可知，有用功：W有=Gh=4N×0.1m=0.4J；克服動滑輪做的功：W動=G動h=0.5N×0.1m=0.05J；總功：W總=Fs=2N×0.3m=0.6J；

則克服繩重及摩擦做的那部分額外功：W額=W總﹣W有﹣W動=0.6J﹣0.4J﹣0.05J=0.15J．

故答案為：（1）見上圖；

（2）豎直；1.6N；66.7%；（3）1、2、3；（4）動滑輪重； 0.15．