Question

【題目】用如圖甲所示的裝置探究滑輪組的機(jī)械效率η與動(dòng)滑輪重G動(dòng)的關(guān)系：（忽略繩重和摩擦）
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直向下拉動(dòng)彈簧測力計(jì)；
（2）若重物以0.1m/s的速度勻速上升，則彈簧測力計(jì)豎直向下移動(dòng)的速度為m/s
（3）改變動(dòng)滑輪重，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙所示的圖象，分析可知：被提升物體所受的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越 ．
（4）分析圖象中的A點(diǎn)可知，被提升物體所受的重力為N．
（5）某同學(xué)想進(jìn)一步探究滑輪組的機(jī)械效率η是否與承擔(dān)動(dòng)滑輪的繩子的段數(shù)有關(guān)，請?jiān)诒麍D中畫出最省力的繩子的繞法．

Answer 1

【答案】
（1）勻速
（2）0.2
（3）低
（4）3
（5）解：某同學(xué)想進(jìn)一步探究滑輪組的機(jī)械效率η是否與承擔(dān)動(dòng)滑輪的繩子的段數(shù)有關(guān)，原圖中繩子的有效段數(shù)為2，因作用在繩子自由端的力F= ，當(dāng)有效段數(shù)為3時(shí)，即為最省力的繩子的繞法，根據(jù)“偶定奇動(dòng)”，繩子的一端先從動(dòng)滑輪連起，如下所示：

【解析】解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)勻速豎直向下拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)測力計(jì)示數(shù)才等于拉力的大小；（2）由圖可在，繩子的有效段數(shù)為n=2，因繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體升高的高度h的關(guān)系為：s=nh，兩邊同除以時(shí)間t，則有v自=nv物 ， 故若重物以0.1m/s的速度勻速上升，則彈簧測力計(jì)豎直向下移動(dòng)的速度為：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s；（3）改變動(dòng)滑輪重，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙所示的圖象，分析可知：被提升物體所受的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低；（4）分析圖象中的A點(diǎn)可知，動(dòng)滑輪的重G動(dòng)=1N，對應(yīng)的機(jī)械效率η=75%，設(shè)物體提升的高度為h，W有=Gh，因忽略繩重和摩擦，故額外功的唯一來源是克服動(dòng)滑輪的重做的功，W額外=G動(dòng)h，總功：
W總=W有+W額外=Gh+G動(dòng)h，
機(jī)械效率η= = = ，即75%= ，故G=3N．
所以答案是：（1）勻速；（2）0.2；（3）低；（4）3；（5）如題圖．