Question

8．某學習小組使用幾個相同的滑輪分別進行機械效率的測定，如圖所示，他們將測得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的高度h、測力計移動的距離s，并將計算出的有用功W_有用、總功W_總和機械效率η數據一并記入下表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W總/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	74.1%

（1）將表格中第三次實驗的數據補充完整；
（2）比較實驗1、2，第2次的機械效率較低，主要原因是有用功相同時，使用動滑輪做的額外功多；
（3）比較實驗2、3，影響這兩次實驗機械效率不同的主要因素是繩子與滑輪之間的摩擦，使用滑輪組的優點是可以省力和可以改變用力方向．
（4）在實驗3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼，裝置的機械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據W_總=Fs計算總功；根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出滑輪組的機械效率；
（2）滑輪組的機械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒有關系．
（3）使用滑輪組可以省力，有時還能改變力的方向；
（4）在實驗3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼時，有用功增大，額外功不變，有用功占總功的比例變大，滑輪組的機械效率變大．

解答 解：
（1）第三次實驗的總功：W_總=Fs=0.9N×0.3m=0.27J；
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%；
（2）實驗1、2提起的物重相同、繩重相同，摩擦比較小，實驗1不需要對定滑輪做額外功，實驗2要對動滑輪做額外功，所以有用功相同時，實驗2使用動滑輪做的額外功多，實驗2的機械效率較低；
（3）實驗2、3提起的物重相同，動滑輪相同，繩重相同，摩擦不同，所以影響這兩次試驗機械效率不同的主要原因是繩子與滑輪之間的摩擦；
使用滑輪組時，由于有動滑輪可以省力，由于有定滑輪可以改變力的方向，所以使用滑輪組時，可以省力，可以改變力的方向；
（4）在實驗3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼時，有用功增大，額外功不變，有用功占總功的比例變大，滑輪組的機械效率變大．
故答案為：（1）0.27；74.1%；（2）有用功相同時，使用動滑輪做的額外功多；（3）繩子與滑輪之間的摩擦；可以省力和可以改變用力方向；（4）變大．

點評 （1）滑輪組的機械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒有關系．
（2）對于滑輪組機械效率的計算問題，首先確定有用功和總功的計算，然后根據公式計算機械效率．