Question

12．在探究“滑輪組機械效率與物重關系”的實驗中如圖甲用同一滑輪組裝置做了三次實驗，測量的數據如表：

實驗次數	重物質量 m/kg	重物上升的距離 h/m	彈簧測力計的示數F/N	拉力作用點移動的距離S/m	滑輪組機械效率（%）
1	0.1	0.1	0.6	0.3	55.6
2	0.2	0.1	0.9	0.3
3	0.3	0.1	1.1	0.3	90.9

（1）根據表中的數據畫出滑輪組的繞線．
（2）根據表中的數據計算出第二次實驗中的機械效率．
（3）分析實驗數據你可以得到的實驗結論是同一滑輪組提升重物，物重越大的時候，機械效率越高
（4）圖乙是某公司的一幅廣告宣傳畫：一個巨大的動滑輪提起一個小皮箱，宣傳文字寫著“事無大小，必盡全力”．請你從物理學的角度對這幅宣傳畫發表自己的評述使用機械做功，若額外功遠大于有用功，機械效率過低，則毫無意義．

Answer 1

分析 （1）通過表中的數據，明確拉力移動距離s和重物上升距離h之間的關系，再據此來判斷承擔物重的繩子的段數，最后進行繞繩；
（2）利用公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，代入表中的數據可計算出機械效率的大小；
（3）從表中可以看出，用的是同一滑輪組，只是每次提升的物重不同，機械效率便不同，據此來總結結論；
（4）圖中給我們印象最深的應該是一個巨大的動滑輪，提起一個小皮箱，因此，從額外功、有功用的角度對機械效率進行分析．

解答 解：
（1）讀表中數據可知，物體上升0.1m時，拉力移動0.3m，即s=3h，則由3段繩子承擔物重．因此，從下端開始，先內后外，依次繞過每個滑輪，如圖所示；

（2）第二次實驗中的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{0.2kg×10N/kg×0.1m}{0.9N×0.3m}$×100%=74.1%；
（3）從表中的數據可以看出，三次實驗用同一滑輪組提升重物，物重越大的時候，機械效率越高；
（4）對巨大的動滑輪所做的功是額外功，只有對小皮箱所做的功才是有用功，可見這一機械的效率是非常低的，也就是說“事無大小，必盡全力”有時候反而是一種浪費．
故答案為：（1）見上圖；（2）74.1；（3）同一滑輪組提升重物，物重越大的時候，機械效率越高；（4）使用機械做功，若額外功遠大于有用功，機械效率過低，則毫無意義．

點評 本題考查了實驗數據分析、求滑輪組效率、繞滑輪組等問題，根據表中實驗數據求出承重繩子的有效股數是正確解題的前提與關鍵．