Question

2．在探究“影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，小明用同一滑輪組分別做了三次實驗，實驗數據記錄如下：

實驗 序號	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	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
3	4	0.1	2	0.3	66.7%

（1）根據表中數據，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）分析實驗表格數據，可以得出的結論：使用滑輪組提升物體時，滑輪組機械效率主要與被提升的物重有關．
（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0.14W．

Answer 1

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）機械效率等于有用功和總功的比值，即η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%；
（3）分析表格中數據的變化量，可得機械效率的影響因素；
（4）根據W=Fs計算出動力所做的功，由P=$\frac{W}{t}$可得動力的功率．

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，如圖所示：
．
（2）第3次實驗的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%．
（3）由表格中數據知，使用同一滑輪組，提升不同的物體到同一高度，機械效率不同，可知滑輪組機械效率主要與被提升的物重有關；
（4）第一次實驗中，動力做功：W=Fs=0.7N×0.3m=0.21J；
動力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.21J}{1.5s}$=0.14W．
故答案為：（1）見上圖；（2）66.7%；（3）被提升的物重；（4）0.14．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率，主要考查了有關滑輪組的組裝，一定要搞清繩端移動距離與物體上升高度之間的關系，同時要熟練掌握機械效率的計算公式：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，同時要知道s=nh；還考查了影響滑輪組機械效率的因素．