Question

如表是小明測一輪滑組機械效率時記錄的有關數據：

項目 　 數據 次數	動滑輪重G/N	物重G/N	鉤碼上升高度h/m	拉力F/N	拉力作用點移動距離s/m	滑輪組的機械效率η
1	0.3	2	0.1	1.2	0.3	55.6%
2	0.3	4	0.1	2.0	0.3	66.7%
3	0.3	8	0.1	3.7	0.3	甲

（1）請在圖中畫出實驗中滑輪組的繞繩．
（2）通過計算得出表格中甲的機械效率是________%．
（3）由表格收集的數據可知，用同一滑輪組提升不同的重物至同一高度，隨著提升物重的增加，滑輪組的機械效率將________（選填“變大”或“變小”）．
（4）進一步分析表格數據可知，隨著提升物重的增加，滑輪組的額外功________（選填“變大”、“變小”或“不變”），原因是________．

Answer 1

解：（1）各次實驗，彈簧測力計移動的距離是物體移動距離的三倍，所以物體和動滑輪有三段繩子承擔，滑輪組繞法如圖．

（2）表格3中，W_有用=Gh=8N×0.1m=0.8J，
W_總=Fs=3.7N×0.3N=1.11J，
所以，η=×100%=×100%≈72%．
（3）比較機械效率的數據可知，用同一滑輪組提升不同的重物至同一高度，隨著提升物重的增加，滑輪組的機械效率將變大．
（4）計算可知：W_額外1=0.16J，W_額外2=0.2J，W_額外3=0.31J；所以滑輪組的額外功變大；
原因是：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，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．
故答案為：（1）如上圖；（2）72；（3）變大；（4）變大；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．
分析：（1）知道物體和彈簧測力計移動的距離，求出繩子的段數，根據繩子的段數求出滑輪組的繞法．
（2）先求出W_有用，W_總，根據η=計算．
（3）分析數據即可知機械效率的變化．
（4）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．
點評：滑輪組的機械效率跟提起物體的重、動滑輪的重、繩重、摩擦有關，跟繩子的繞法，物體升高的距離，物體移動的速度都沒有關系．