Question

13．下表是小亮同學(xué)在測(cè)滑輪組的機(jī)械效率時(shí)記錄的數(shù)據(jù)．

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	66.7%

（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)，有用功將增大；克服動(dòng)滑輪重所做的功將不變，額外功將變大（以上選填“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)．

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）①滑輪組做的有用功是克服物體重力做的功，等于物體重力和上升高度的乘積，即W_有用=Gh；
②滑輪組做的總功是動(dòng)力做的功，等于繩子末端的拉力和繩子移動(dòng)距離的乘積，即W_總=FS；
③機(jī)械效率等于有用功和總功的比值，即η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%；
（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．

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）根據(jù)公式得：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×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)．
故答案為：（1）如上圖；（2）66.7%；（3）增大；不變；變大；物重；摩擦．

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：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$，同時(shí)要知道s=nh；還考查了影響滑輪組機(jī)械效率的因素．