Question

下表是小明測一滑輪組機械效率時收集的有關數據．

	動滑輪重G1動/N	物重G/N	鉤碼上升距離h/m	動力F/N	動力作用點移動距離s/m	滑輪組的機械效率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	0.3

（1）請在圖中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法．
（2）將表格中的數據補充完整．
（3）根據表中數據可知，用同一滑輪組提升不同重物至同一高度，提升的物重增加時，除克服動滑輪重所做的額外功外，其它額外功將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）第一次實驗中，鉤碼上升0.1m所用的時間為1.5s，則動力的功率為______ W．

Answer 1

【答案】分析：（1）要根據繩子自由端移動的距離和鉤碼上升高度之間的關系，判斷承擔物重的繩子的段數，它們之間的關系式是S=nh．
（2）①滑輪組做的有用功是克服物體重力做的功，等于物體重力和上升高度的乘積，即W_有用=Gh；
②滑輪組做的總功是動力做的功，等于繩子末端的拉力和繩子移動距離的乘積，即W_總=FS；
③機械效率等于有用功和總功的比值，即η=×100%=×100%．
（3）滑輪組做的額外功為克服動滑輪重力和繩子間的摩擦力做的功，摩擦力與繩子間的拉力和接觸面的粗糙程度有關，因此提的物體越重，摩擦力越大，額外功也會變大．
（4）動力的功率就是總功的功率，求出第一次實驗中的總功W_總，根據P=就可以計算出功率．
解答：解：（1）由表格中數據可知，物體上升的高度h=0.1m，而繩子自由端移動的距離為0.3m，s=3h，所以由3段繩子承擔物重，因此要從動滑輪繞起．
故答案為：

（2）根據公式η=×100%=×100%=×100%=66.7%．
故答案為：

	動滑輪重G動/N	物重G/N	鉤碼上升高度h/m	動力F/N	動力作用點移動距離s/m	滑輪組的機械效率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	66.7

（3）物體越重，每段繩子上承擔的物重越大，所以繩子與輪之間的摩擦也會越大，克服摩擦做的額外功也變大．
故答案為：變大．
（4）動力的功率即總功的功率．
由題意知，物體上升0.1m，動力作用點移動0.3m．
所以P====0.14W
故答案為：0.14．
點評：（1）組裝滑輪組時，一定要搞清繩端移動距離S與物體上升高度h之間的關系，即S=nh，根據n確定繩子的段數和繞線；
（2）熟練掌握機械效率的計算公式：η=×100%=×100%；
（3）影響滑輪組機械效率的因素：物體的重力、動滑輪的重力、繩子和滑輪之間的摩擦力．