Question

14．下表是小明測(cè)一滑輪組機(jī)械效率時(shí)收集的有關(guān)數(shù)據(jù)．

	動(dòng)滑輪重 G動(dòng)/N	物重 G/N	鉤碼上升 高度h/m	動(dòng)力 F/N	動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離s/m	滑輪組的 機(jī)械效率η
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
3	0.5	4	0.1	2	0.3

（1）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法．
（2）將表格中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整．
（3）用同一滑輪組提升不同重物至同一高度，提升的物重增加時(shí)，除克服動(dòng)滑輪重所做的額外功外，其它額外功將變大 （選填“變大”、“變小”或“不變”）．進(jìn)一步分析可知，在動(dòng)滑輪和繩重一定的情況下，該滑輪組的機(jī)械效率與物重和摩擦有關(guān)．
（4）第一次實(shí)驗(yàn)中，鉤碼上升0.1m所用的時(shí)間為1.5s，則動(dòng)力的功率為0.14W．

Answer 1

分析 （1）要根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離和鉤碼上升高度之間的關(guān)系，判斷承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，它們之間的關(guān)系式是s=nh．
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%計(jì)算第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率．
（3）滑輪組做的額外功為克服動(dòng)滑輪重力和繩子間的摩擦力做的功，摩擦力與繩子間的拉力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，因此提的物體越重，摩擦力越大，額外功也會(huì)變大．
（4）動(dòng)力的功率就是總功的功率，求出第一次實(shí)驗(yàn)中的總功W_總，根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$就可以計(jì)算出功率．

解答 解：
（1）由表格中數(shù)據(jù)可知，物體上升的高度h=0.1m，而繩子自由端移動(dòng)的距離為0.3m，s=3h，所以由3段繩子承擔(dān)物重，因此要從動(dòng)滑輪繞起．如圖所示：
；
（2）第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%．
（3）物體越重，每段繩子上承擔(dān)的物重越大，所以繩子與輪之間的摩擦也會(huì)越大．
在繩重一定的情況下，物體的重力大小會(huì)影響有用功，摩擦力大小會(huì)影響額外功，所以滑輪組的機(jī)械效率與物重和摩擦有關(guān)．
（4）動(dòng)力的功率即總功的功率．
由題意知，物體上升0.1m，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)0.3m．
所以P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$$\frac{Fs}{t}$=$\frac{0.7N×0.3m}{1.5s}$=0.14W．
故答案為：
（1）見上圖；（2）66.7%；（3）變大；物重；摩擦；（4）0.14．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，主要考查了有關(guān)滑輪組的組裝，一定要搞清繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系，同時(shí)要熟練掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式．影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物體的重力、動(dòng)滑輪的重力、繩子和滑輪之間的摩擦力