Question

1．在“探究動滑輪的機械效率”時，某小組利用自重不同的兩個動滑輪進行了如圖所示的三次測量，數(shù)據(jù)記錄如下：

實驗 序號	鉤碼 重/N	動滑輪 重/N	拉力/N	鉤碼上升的高度/m	測力計移動 的距離/m	有用功/J	總功 /J	機械效率 /%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4	1.2	1.32	a

（1）完成表格中第3次數(shù)據(jù)（a）處的計算，填在下面的橫線上：（a）=90.9%．
（2）比較①②兩次實驗數(shù)據(jù)（選填實驗序號），可知動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關．
（3）小明認為“同一個機械，它的機械效率是一個定值”，通過比較①③兩次實驗數(shù)據(jù)（選填實驗序號），可知他的觀點是錯誤的 （選填“正確”或“錯誤”）．
（4）若用一動滑輪把重物勻速提升到一定高度，重物重為G_物，動滑輪重為G_動，此裝置機械效率為η，不計繩重及摩擦，下列表達式能表示繩子拉力的大小有AD．
A、$\frac{{G}_{物}}{2η}$         B、$\frac{{G}_{物}+η{G}_{動}}{η}$            C、$\frac{{G}_{動}}{2η}$         D、$\frac{{G}_{動}}{2（1-η）}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算第3次的機械效率；
（2）研究動滑輪機械效率與動滑輪自身重力是否有關時，應控制提升鉤碼的重力相同，改變動滑輪重力；
（3）同一個機械，額外功基本上不變，當提升的物體重力變化時，有用功在總功中占得比值就變化，機械效率也就變化；
（4）①動滑輪繩子的有效股數(shù)為2，不計繩重和摩擦時，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）求出工人所用的拉力；
②根據(jù)W=Gh表示出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$表示出總功，根據(jù)s=nh表示出繩端移動的距離，利用W=Fs求出工人所用的拉力；
③額外功為克服動滑輪重力做的功，W_額=（1-η）W_總和W=Fs=Fnh表示出拉力的大小．

解答 解：
（1）第3次數(shù)據(jù)中的機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{1.2J}{1.32J}$×100%≈90.9%；
（2）①②兩次實驗中，鉤碼的重力相同，動滑輪的重力不同，機械效率也不同，因此探究的是機械效率與動滑輪自重的關系；
（3）比較①③，同一個機械，動滑輪重力不變，提升的物體重力不同時，機械效率也不同，提的物體越重，機械效率越大，可知小明的觀點是錯誤的；
（4）①由圖可知，動滑輪上繩子的段數(shù)為n=2，
不計繩重和摩擦時，工人所用的拉力：
F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動）；
②拉力做的有用功：W_有=G_物h，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可得，拉力所做的總功：
W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{{G}_{物}h}{η}$，
由W=Fs=Fnh可得，工人所用的拉力：
F=$\frac{{G}_{物}}{nη}$=$\frac{{G}_{物}}{2η}$；
③由W_額=G_動h=（1-η）W_總=（1-η）Fs=（1-η）Fnh可得，工人所用的拉力：
F=$\frac{{G}_{動}}{n（1-η）}$=$\frac{{G}_{動}}{2（1-η）}$，故AD正確．
故答案為：（1）90.9%；（2）①②；（3）錯誤；（4）AD．

點評 （1）滑輪組的機械效率與提升物體的重力、動滑輪重力、繩子段數(shù)及摩擦有關；
（2）本題考查了滑輪組拉力的計算，明確有用功和總功、額外功之間的關系是解題的關鍵．