Question

7．如圖所示，在探究滑輪組的機械效率實驗中小龍和小文用同樣的滑輪，卻連成了甲、乙不同的滑輪組并測出了各自的實驗數(shù)據(jù)．

	鉤碼 重/N	鉤碼上升 的高度/cm	彈簧測力計 的示數(shù)/N	彈簧測力計 移動的距離/cm
小龍	2	10	1.0	30
小文	2	10	0.8	40

（1）小文測得滑輪組的機械效率．
（2）實驗后小文想：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，還應該與提升的物體重有關，并用實驗驗證了自己的猜想是正確的．小文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．
（3）小龍認為：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)也應該是影響滑輪組機械效率高低的主要因素．
（4）小文用滑輪組乙在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；小文的功率P=$\frac{Gh}{ηt}$．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）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．
（3）對動滑輪做的功為額外功，額外功越少，機械效率越高．
（4）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）η=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.4m}$=62.5%．
（2）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．
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．
（3）對動滑輪做的功為額外功，所以動滑輪越少，額外功越少．
（4）η=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$，
所以G_動=$\frac{G}{η}$-G．
小文的功率P=Fv=$\frac{G+{G}_{動}}{4}$×$\frac{4h}{t}$=$\frac{Gh}{ηt}$．
故答案為：（1）62.5%；（2）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；（3）動滑輪個數(shù)；$\frac{G}{η}$-G；$\frac{Gh}{ηt}$．

點評 本題是有關滑輪組機械效率的測量實驗，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．考查全面，難度適中．