Question

14．如表是小明測一滑輪組機(jī)械效率時(shí)收集的有關(guān)數(shù)據(jù)．

序號(hào)	動(dòng)滑輪重 G動(dòng)/N	物重 G/N	鉤碼上升 高度h/m	動(dòng)力 F/N	動(dòng)力作用點(diǎn) 移動(dòng)距離s/m	滑輪組的 機(jī)械效率η
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
3	0.5	4	0.1	2	0.3

（1）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法；
（2）將表格中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整；
（3）實(shí)驗(yàn)中需豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，同時(shí)注意使視線始終和測力計(jì)的刻度板面垂直．每組實(shí)驗(yàn)開始前還需記下鉤碼和測力計(jì)的起始位置，這是為了測量鉤碼上升高度和測力計(jì)移動(dòng)的距離．
（4）分析表中數(shù)據(jù)可知：用同一滑輪組，提升的物重增加，滑輪組的機(jī)械效率變大．
（5）細(xì)心的小明分析數(shù)據(jù)后還發(fā)現(xiàn)，同一滑輪組提升不同重物至同一高度，物重增大，克服動(dòng)滑輪重所做的額外功不變（變大/變小/不變，下同），克服滑輪轉(zhuǎn)軸處摩擦所做的額外功變大．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，分析確定承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，然后再進(jìn)行繞繩；
（2）利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可求出表格中滑輪組的機(jī)械效率；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎下向上，并且要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)彈簧測力計(jì)，既是為了示數(shù)穩(wěn)定，同時(shí)更是為了保持力臂的大小不變；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析滑輪組機(jī)械效率與物重的關(guān)系；
（5）由W_{額動(dòng)}=G_動(dòng)h可知克服動(dòng)滑輪重所做的額外功的變化，由總功與有用功之差可知克服滑輪轉(zhuǎn)軸處摩擦所做的額外功的變化．

解答 解：（1）分析表中數(shù)據(jù)可知，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是鉤碼上升高度h的3倍，說明由三段繩子承擔(dān)物重，故滑輪組的繞線情況如下圖所示：

（2）根據(jù)表格中的第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%=66.7%；
（3）實(shí)驗(yàn)中需豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，同時(shí)注意使視線始終和測力計(jì)的刻度板面垂直．
每組實(shí)驗(yàn)開始前還需記下鉤碼和測力計(jì)的起始位置，這是為了測量鉤碼上升高度和測力計(jì)移動(dòng)的距離；
（4）分析表中數(shù)據(jù)可得，用同一滑輪組，提升的物重增加，滑輪組的機(jī)械效率變大．
（5）因?yàn)閯?dòng)滑輪的重力和物體上升的高度相同，因此由W_{額動(dòng)}=G_動(dòng)h可知，同一滑輪組提升不同重物至同一高度，物重增大，克服動(dòng)滑輪重所做的額外功不變；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：W_額外1=W_總1-W_有1=0.7N×0.3m-1N×0.1m=0.11J；
W_額外2=W_總2-W_有2=1.1N×0.3m-2N×0.1m=0.13J；
W_額外3=W_總3-W_有3=2N×0.3m-4N×0.1m=0.2J；
顯然滑輪組的額外功變大，因此克服滑輪轉(zhuǎn)軸處摩擦所做的額外功變大．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）66.7%；
（3）豎直向上勻速；垂直；測量鉤碼上升高度和測力計(jì)移動(dòng)的距離；
（4）變大；（5）不變；變大．

點(diǎn)評(píng) 本題中考查的內(nèi)容較為全面，包括給滑輪組進(jìn)行正確的繞線，利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，利用滑輪組機(jī)械效率大小影響因素的分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的全面分析等，都是我們應(yīng)該掌握的基本知識(shí)，需要重點(diǎn)把握、細(xì)心作答．