Question

6．如圖所示，在探究滑輪組的機械效率實驗中小紅和小明用同樣的滑輪，用甲、乙兩個不同的滑輪組測出了各自的實驗數(shù)據(jù)．

	鉤碼 重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測力計 的示數(shù)F/N	彈簧測力計移 動的距離s/cm
小紅	2	10	1.0	30
小明	2	10	0.8	40

（1）根據(jù)小紅提供的實驗數(shù)據(jù)，請在圖甲中畫出她組裝滑輪組的繞線方法．
（2）小明測得滑輪組的機械效率為62.5%．
（3）實驗后小明想：對于同一個滑輪組，它的機械效率是否不變呢？經(jīng)過思考后他認為：即使像圖乙那樣已繞好的滑輪組，機械效率也不是固定的，還應(yīng)該與提升的物體重有關(guān)，并用實驗驗證了自己的猜想是正確的．小明的實驗方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）小紅認為：用滑輪組提升重物時，人提升動滑輪所做的功是沒有用的，所以，動滑輪個數(shù)也應(yīng)該是影響滑輪組機械效率高低的主要因素．
（5）小明用滑輪組乙在t秒內(nèi)勻速提起重為G的物體升高h米（不計繩重和摩擦），若滑輪組的機械效率為η，動滑輪重G_動=$\frac{G}{η}$-G；小明的功率P=$\frac{Gh}{ηt}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=nh的特點確定承擔物重的繩子段數(shù)，繞線；
（2）已知測力計移動距離和測力計示數(shù)，可求總功，知道鉤碼重和上升高度，可求有用功，有用功除以總功就是機械效率．
（3）同一滑輪組，額外功不變，η=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$，物體越重，有用功越多，機械效率越大．
（4）對動滑輪做的功為額外功，額外功越少，機械效率越高．
（5）根據(jù)公式η=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$計算動滑輪重，根據(jù)P=Fv計算功率．

解答 解：（1）由表格中數(shù)據(jù)知，小紅所用滑輪組s=3h，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，繩子繞線如圖所示：

（2）小明測得的機械效率：η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.4m}$×100%=62.5%．
（3）動滑輪不變，說明額外功不變，物體越重，有用功越多，機械效率越大．
為了改變被提升物體的重力，可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）對動滑輪做的功為額外功，所以動滑輪也會影響滑輪組的機械效率．
（5）η=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$，所以G_動=$\frac{G}{η}$-G．
小明的功率P=Fv=$\frac{G+{G}_{動}}{4}$×$\frac{4h}{t}$=$\frac{Gh}{ηt}$．
故答案為：（1）見上圖；（2）62.5%；（3）提升的物體重；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）動滑輪個數(shù)；（5）$\frac{G}{η}$-G；$\frac{Gh}{ηt}$．

點評 本題考查機械效率的計算，以及影響機械效率的因素，減小額外功的方法等．