Question

在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的活動(dòng)中，小吳同學(xué)測(cè)量了下列數(shù)據(jù)．請(qǐng)幫助他完成下列活動(dòng)任務(wù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	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）小吳同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏填了一個(gè)數(shù)據(jù)，請(qǐng)幫他將表格中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整．
（3）經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)：用同一滑輪組提升不同重物至同一高度，當(dāng)被提升的物重增加時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將

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）小吳同學(xué)在第一次實(shí)驗(yàn)中，使鉤碼上升0.1m所用的時(shí)間為1.5s，則他說做功的功率為

0.14

W．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)s=nh求出表格中繩子的有效股數(shù)，再根據(jù)“動(dòng)奇定偶”組裝滑輪組；
（2）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=

W有用

W總

×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）分析表中的數(shù)據(jù)可知，其他條件不變時(shí)，滑輪組機(jī)械效率與被提升物重的關(guān)系；滑輪組做的額外功是克服動(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=

W總

t

就可以計(jì)算出功率．

解答：解：（1）根據(jù)s=nh可知，表格中動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離是鉤碼上升高度的3倍即繩子的有效股數(shù)為3，3為奇數(shù)，所以繩子應(yīng)從動(dòng)滑輪開始按一動(dòng)滑輪一定滑輪進(jìn)行纏繞，如下圖所示：

（2）第3次滑輪組的機(jī)械效率為：
η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

4N×0.1m

2N×0.3m

×100%≈66.7%；
（3）分析表中數(shù)據(jù)可知，用同一滑輪組提升不同重物至同一高度，當(dāng)被提升的物重增加時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將變大；
物體越重，每段繩子上承擔(dān)的物重越大，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)力的功率即為總功的功率，
∴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=

W總

t

=

Fs

t

=

0.7N×0.3m

1.5s

=0.14W．
故答案為：
（1）上圖所示；
（2）66.7%；
（3）變大；物重；摩擦；
（4）0.14．

點(diǎn)評(píng)：本題是測(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：η=

W有用

W總

×100%，同還考查了影響滑輪組機(jī)械效率的因素．