Question

3．在測量滑輪組機械效率的活動中，小吳同學測量了下列數(shù)據(jù)．請幫助他完成下列活動任務．

序號	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	拉力F/N	彈簧測力計移動的距離S/cm
1	2	10	0.9	30
2	4	10	1.6	30

（1）請在圖中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法．
（2）第一次實驗測得滑輪組的機械效率為74%．（百分號前取整數(shù)）
（3）小明根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算出第二次實驗所做的額外功大于第一次，原因是摩擦力增大．請寫出兩條提高滑輪組機械效率的方法
①增大物重②減小動滑輪的重力
（4）小吳同學在第二次實驗中，使鉤碼上升0.1m所用的時間為1.5s，則動力的功率為0.32W．

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)“動奇定偶”組裝滑輪組；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出滑輪組的機械效率；
（3）滑輪組做的額外功是克服動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，因此提的物體越重，摩擦力越大，額外功也會變大；
提高滑輪組機械效率的方法有兩種情況：一是減輕動滑輪質量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率；
（4）動力的功率就是總功的功率，求出第二次實驗中的總功W_總，根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}}{t}$就可以計算出功率．

解答 解：
（1）根據(jù)s=nh可知，表格中動力作用點移動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)，所以繩子應從動滑輪開始按一動滑輪一定滑輪進行纏繞，如下圖所示：

（2）第一次實驗滑輪組的機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.9N×0.3m}$×100%≈74%；
（3）物體越重，每段繩子上承擔的物重越大，繩子與輪之間的摩擦也會越大，所以第二次實驗所做的額外功大于第一次；
（4）提高滑輪組機械效率的方法有兩種情況：一是減輕動滑輪質量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率；
（4）動力的功率即為總功的功率，由題意知，物體上升0.1m，動力作用點移動0.3m，
所以P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=$\frac{1.6N×0.3m}{1.5s}$=0.32W．
故答案為：（1）見上圖；（2）74%；（3）摩擦力增大；①增大物重；②減小動滑輪的重力；（4）0.32．

點評 本題是測量滑輪組的機械效率，主要考查了有關滑輪組的組裝，一定要搞清繩端移動距離與物體上升高度之間的關系，同時要熟練掌握機械效率的計算公式的應用，同還考查了影響滑輪組機械效率的因素．