Question

7．如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 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	①66.7%

（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）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，其它額外功將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．進一步分析可知，在動滑輪和繩重一定的情況下，該滑輪組的機械效率與物重和摩擦力有關．
（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）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出滑輪組的機械效率；
（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）根據公式W=Fs計算出動力做的功，由P=$\frac{W}{t}$計算出動力的功率．

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次滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%’
（3）隨著提升物重的增加，繩子與輪之間的摩擦會變大，所以除克服動滑輪重所做的額外功外，其它額外功將變大；
進一步分析可知，在動滑輪和繩重一定的情況下，該滑輪組的機械效率與物重和繞繩方式有關；
（4）動力做的功W_總=Fs=0.7N×0.3m=0.21J；
則P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{0.21J}{1.5s}$=0.14W．
故答案為：（1）見上圖；（2）66.7%；（3）變大；物重；摩擦力；（4）0.14．

點評 本題是測量滑輪組機械效率的實驗，考查了機械效率的計算，關鍵要正確理解有用功、總功的含義及影響滑輪組機械效率的因素．