Question

16．在探究“滑輪組的機械效率”的實驗中，如圖所示，同學們用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表 所示，分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題．
（1）實驗過程中，滑輪組拉升物體的繩子段數(shù)為3段，請在圖中畫出繩子的繞法．
（2）第一次實驗的額外功為0.05J；
（3）利用同一滑輪組提升不同的物體，被提升物體物重增大，滑輪組的機械效率增大（選填“增大”、“不變”、“減小”）

實驗次數(shù)	物重G/N	物體上升高度 h/m	拉力F/N	繩子自由端移動距離 s/m
1	1	0.1	0.5	0.3
2	2	0.1	0.8	0.3

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物體上升高度h與繩端移動距離s的關(guān)系（s=nh）結(jié)合表格中數(shù)據(jù)得出承擔物重的繩子段數(shù)，然后進行繞線；
（2）根據(jù)公式W_有=Gh、W_總=Fs和W_總=W_有+W_額計算出第一次實驗的額外功；
（3）利用公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算出兩次實驗的機械效率，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由表格中數(shù)據(jù)知，h=0.1m，而s=0.3m，繩端移動距離是物體上升高度的3倍，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，滑輪組應從動滑輪繞起，如圖所示：

（2）第一次實驗的有用功為：W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J；
總功為：W_總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J；
額外功為：W_額=W_總-W_有=0.15J-0.1J=0.05J；
（3）第一次實驗的機械效率為：η₁=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$×100%≈66.7%；
第二次實驗的機械效率為：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.3m}$×100%≈83.3%；
兩次實驗數(shù)據(jù)中，鉤碼升高的距離、繩子自由端移動距離都相等，提起物體越重，滑輪組機械效率越高．
故答案為：（1）3；見上圖；（2）0.05；（3）增大．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率，考查了有關(guān)滑輪組的組裝及機械效率的計算，掌握機械效率公式及h與s的關(guān)系是解決此題的關(guān)鍵．