Question

在探究滑輪組的機械效率實驗中小文連成了如圖的滑輪組并分別測出了實驗數(shù)據(jù)．

鉤碼重力G（N）	鉤碼上升的高度h（cm）	拉力F（N）	繩端移動的距離s（cm）
2.0	10.0	1.0	30.0

（1）滑輪組的機械效率為 ______．
（2）實驗后小文想：機械效率還應該與物重有關，并用實驗驗證了自己的猜想是正確的．小文的實驗方法是 ______．
（3）小文用滑輪組在t秒內(nèi)勻速提起重為G的物體升高h（不計繩重和摩擦），若滑輪組的機械效率為η，動滑輪重G_輪=______．小文的功率P=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）在圖中滑輪組，有用功是將物體提升對物體做的功（W_有=Gh），拉力做的功為總功（W=Fs，s=2h），再利用機械效率的公式求解；
（2）還是用上面的滑輪組，在滑輪組上掛不同數(shù)量的鉤碼，分別測出滑輪組的機械效率并比較；
（3）求出勻速提起物體升高h做的有用功W_有=Gh，知道此時滑輪組的機械效率，根據(jù)機械效率的公式可以求出總功，求出了總功，又知道做功時間，利用功率公式求小文的功率；
因為W_總=W_有+W_額，可以求出額外功；不計繩重和摩擦，使用滑輪組做的額外功就是對動滑輪做的功W_額=G_輪h，據(jù)此求出動滑輪重．
解答：解：（1）由題知，提升高度為h=10cm=0.1m，繩端移動的距離s=30cm=0.3m，
W_有=Gh=2.0N×0.1m=0.2J，
W_總=Fs=1.0N×0.3m=0.3J，
滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%≈66.7%；
（2）在滑輪組上掛不同數(shù)量的鉤碼，分別測出滑輪組的機械效率并比較；
（3）勻速提起重為G的物體升高h做的有用功：
W_有′=Gh，
∵η=，
∴W_總==，
∵小文的做功時間為t
∴小文的功率：
P==；
∵W_總=W_有+W_額，
∴W_額=W_總-W_有=-Gh，
∵不計繩重和摩擦，W_額=G_輪h，
∴G_輪=-G．
故答案為：（1）66.7%
（2）在滑輪組上掛不同數(shù)量的鉤碼，分別測出滑輪組的機械效率并比較；
（3），．
點評：本題考查了有用功、總功、機械效率的計算方法，利用同樣的滑輪組，提升的物重越大，滑輪組的機械效率越高；利用好“當不計繩重和摩擦時，W_額=G_輪h”求出動滑輪重是本題的關鍵．