Question

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

鈞碼 重力G/N	鉤碼上升 的高度/cm	拉力F/N	繩端移動 的距離s/cm
2.0	10.0	1.0

（1）請將表格中的空格填寫出來；
（2）滑輪組的機械效率為

66.7%

．
（3）實驗后小文想：機械效率還應(yīng)該與物重有關(guān)，并用實驗驗證了自己的猜想是正確的．小文的具體做法是

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

．
（4）小文用滑輪組在時間t內(nèi)勻速提起重為G的物體升高h(yuǎn)，不計繩重和摩擦，若滑輪組的機械效率為η，則動滑輪重G _動=

G

η

-G

；小文的功率P=

=

Gh

ηt

．

Answer 1

分析：（1）從圖中可以看出承受動滑輪繩子的條數(shù)，從表中可以看出鉤碼上升的高度，則繩子自由端上升的距離s=nh；
（2）在圖中滑輪組，有用功是將物體提升對物體做的功，拉力做的功為總功，然后利用機械效率的公式直接計算即可；
（3）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；
（4）勻速提起物體升高h(yuǎn)做的有用功W_有=Gh，又已知滑輪組的機械效率，根據(jù)η=

W有

W總

，即可求出W_總，又因為W_總=W_有+W_額，即可可以求出額外功；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_動h，據(jù)此求出動滑輪重；已知時間和總功，然后根據(jù)功率公式即可直接求出小文的功率．

解答：解：（1）由圖可得，n=3，；由表中數(shù)據(jù)可知，提升高度為h=10cm=0.1m，繩端移動的距離s=30cm；
（2）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=

W有

W總

×100%=

0.2J

0.3J

×100%≈66.7%；
（3）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(yuǎn)做的有用功：W_有=Gh，
∵η=

W有

W總

，
∴W_總=

W有

η

=

Gh

η

，
 又∵W_總=W_有+W_額，
∴W_額=W_總-W_有═

Gh

η

-Gh，
∵不計繩重和摩擦，W_額=G_動h，
∴G_動=

G

η

-G．
小文的功率：P=

W總

t

=

Gh

ηt

故答案為：（1）30；
（2）66.7%；
（3）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；
（4）

G

η

-G，=

Gh

ηt

．

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；根據(jù)額外功求動滑輪重是本題的關(guān)鍵．