Question

小文在探究滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)中連成了如圖的滑輪組并分別測出了實(shí)驗(yàn)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(jī)械效率為________．
（3）實(shí)驗(yàn)后小文想：機(jī)械效率還應(yīng)該與物重有關(guān)，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自己的猜想是正確的．小文的具體做法是________．
（4）小文用滑輪組在時(shí)間t內(nèi)勻速提起重為G的物體升高h(yuǎn)，不計(jì)繩重和摩擦，若滑輪組的機(jī)械效率為η，則動滑輪重G _動=________；小文的功率P=________．

Answer 1

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(jī)械效率：η=×100%=×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(jī)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_總==，
又∵W_總=W_有+W_額，
∴W_額=W_總-W_有═-Gh，
∵不計(jì)繩重和摩擦，W_額=G_動h，
∴G_動=-G．
小文的功率：P==
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(jī)械效率并比較；
（4）-G，=．
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(jī)械效率的公式直接計(jì)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(jī)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(jī)械效率，根據(jù)η=，即可求出W_總，又因?yàn)閃_總=W_有+W_額，即可可以求出額外功；不計(jì)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(shí)間和總功，然后根據(jù)功率公式即可直接求出小文的功率．
點(diǎn)評：本題考查了有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法，利用同樣的滑輪組，提升的物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；根據(jù)額外功求動滑輪重是本題的關(guān)鍵．