Question

某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)一滑輪組機(jī)械效率的數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/m	拉力 F/N	細(xì)線自由端移動(dòng)的距離s/m	機(jī)械效率η/%
1	2.0	0.1	1.0	0.3	66.7
2	5.0	0.2	2.0	0.6
3	8.0	0.3	3.0	0.9	88.9

（1）請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法．
（2）表格中第二次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____．
（3）用同一滑輪組提升不同重物至同一高度：克服動(dòng)滑輪的重所做的額外功______（填“相同”或“不同”）；提升的物重增加時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率變______．
（4）第一次實(shí)驗(yàn)中，鉤碼上升0.1m所用的時(shí)間為1.5s，則拉力的功率為_(kāi)_____W．

Answer 1

【答案】分析：（1）物體被提高的高度為h，繩子末端移動(dòng)的距離為s，則s=nh，求出繩子段數(shù)n后，按“奇動(dòng)偶定”的原則繞線．
（2）根據(jù)η==求出表格中第二次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率．
（3）用同一滑輪組提升不同重物至同一高度時(shí)，根據(jù)W=Gh可知克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功相等，有用功變大，所占總功的比值變大，即機(jī)械效率變大．
（4）物體上升移動(dòng)的時(shí)間和繩端移動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)v=求出繩端移動(dòng)的速度，根據(jù)P=Fv求出第一次實(shí)驗(yàn)中拉力的功率．
解答：解：
（1）繩子自由端移動(dòng)的距離為0.3m，鉤碼升高的距離為0.1m，
∴與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為：n===3，
3為奇數(shù)，所以繩子起始端要系在動(dòng)滑輪的掛鉤上，然后往定滑輪的邊框開(kāi)始繞線，如下圖所示．

（2）表格中第二次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率：
η===≈83.3%．
（3）根據(jù)W=Gh可知，用同一滑輪組提升不同重物至同一高度時(shí)克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功相等；
物體越重，所做的有用功越大，有用功占總功的比值越大，故機(jī)械效率變大．
（4）第一次實(shí)驗(yàn)中，繩端移動(dòng)的速度：
v===0.2m/s，
拉力的功率：
P=Fv=1N×0.2m/s=0.2W．
故答案為：
（1）如上圖所示；  
（2）83.3%；  
（3）相同；大；  
（4）0.2．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了功、功率、速度、機(jī)械效率的計(jì)算等；在繞線時(shí)，繞法取決于繩子的段數(shù)，當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，從動(dòng)滑輪的掛鉤開(kāi)始繞線；當(dāng)段數(shù)為偶數(shù)時(shí)，從定滑輪的掛鉤開(kāi)始繞線，簡(jiǎn)稱“奇動(dòng)偶定”．