Question

13．在“測定滑輪組機械效率”實驗中，小明用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗，數(shù)據(jù)見下表

實驗次數(shù)	物重G/N	測力計示數(shù)F/N	物體上升高度h/cm	測力計移動距離s/cm
1	4	1.7	2	6
2	4	1.7	3	9
3	4	1.7	6	18

（1）請計算，小明發(fā)現(xiàn)三次實驗滑輪組的機械效率均相同，其值為78.4%；
（2）分析表中數(shù)據(jù)，可知機械效率與物體上升高度 無關(guān)；
（3）小紅在小明的滑輪組上又加了一個滑輪，如圖乙所示這是為了改變改變拉力方向．
（4）他倆在實驗中所掛鉤碼重量相同，若忽略繩重及摩擦，則他倆所得機械效率相同（選填“相同”或“不同”）．理由是有用功與額外功均相同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知機械效率與物體上升的高度無關(guān)；
（2）滑輪組設(shè)計原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定；
（3）計算滑輪組的機械效率時，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動滑輪所做的功．

解答 解：（1）第1次實驗中滑輪組的機械效率：η₁=$\frac{G{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$×100%=$\frac{4N×2cm}{1.7N×6cm}$×100%=78.4%；
第2次實驗中滑輪組的機械效率：η₂=$\frac{G{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{4N×3m}{1.7N×9cm}$×100%=78.4%；
第3次實驗中滑輪組的機械效率：η₃=$\frac{G{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$×100%=$\frac{4N×6cm}{1.7N×18cm}$×100%=78.4%；
因此機械效率與物體上升的高度無關(guān)；
（2）由圖知，乙滑輪組又添加了一個定滑輪，定滑輪的作用是改變力的方向；
（3）這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機械效率不變．
故答案為：（1）78.4%；（2）物體上升高度；（3）改變拉力方向；（4）相同；有用功與額外功均相同．

點評 滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關(guān)，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．
要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關(guān)．要提高機械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．