Question

【題目】【2015·盤錦市】在探究“滑輪組機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進(jìn)行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前3組數(shù)據(jù)，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得第4組數(shù)據(jù)，如下表：

實驗 次數(shù)	物重 G物/N	動滑輪重 G動/N	鉤碼上升的 高度h/m	動力 F/N	動力作用點移動的距離s/m	滑輪組的機 械效率η/%
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3
4	4	1	0.1		0.5	50.0

⑴ 根據(jù)表中前3次實驗數(shù)據(jù)，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法。

⑵ 在實驗中，測量繩端拉力F時，應(yīng)盡量 勻速向上拉動彈簧測力計，讀出乙圖中彈簧測力計的示數(shù)為 N，第3次實驗時滑輪組的機械效率為 。

⑶ 由表中第 組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關(guān)。

⑷ 由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與摩擦和 有關(guān)，請計算出第3組實驗中克服摩擦所做的額外功 J 。

Answer 1

【答案】（1）繞線如下圖所示；（2）豎直 1.6N 66.7%（3）1、2、3(4) 動滑輪重 0.15

【解析】

試題分析：（1）由前3次的實驗可知，動力作用點移動的距離s是鉤碼上升的高度h的3倍，所以可知滑輪組是由3段繩子吊著物體的，連線如下圖所示；（2）測量繩端拉力F時，應(yīng)盡量豎直勻速向上拉動彈簧測力計，這樣測出的拉力最接近真實值，減小誤差；乙圖中彈簧測力計的示數(shù)為1.6 N，讀數(shù)時應(yīng)注意是從上向下來數(shù)刻線的，因為數(shù)值自上而下是增大的；第3次實驗中的W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，

W總=Fs=2N×0.3m=0.6J，所以滑輪組的機械效率為W有/W總=0.4N/0.6N=66.7%；（3）由表中第1、2、3 組數(shù)據(jù)可知，隨著物重的增大，滑輪組的機械效率是增大的，所以同一滑輪組的機械效率與物重有關(guān)；⑷ 由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與摩擦和動滑輪重有關(guān)，當(dāng)其它條件不變，動滑輪重增大時，滑輪組的機械效率減小，這是因為所做的額外功增大了，額外功等于提升動滑輪所做的功，也等于總功減去有用功，此時的總功為W總=Fs=1.5N×0.5m=0.75J，W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，提升動滑輪所做的功為2N×0.1m=0.2J，所以克服摩擦力所做的功為0.75J-0.4J-0.2J=0.15J。