Question

15．在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數據如表所示．

序號	鉤碼重 G/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測力計 的示數F/N	彈簧測力計移動的距離S/cm	機械效率 η
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1		72.7%

（1）填上合適的數據．第1次實驗測得滑輪組的機械效率為66.7%．第二次彈簧測力計移動的距離為40cm．
（2）在圖中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組．
（3）如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據題中已有的信息可以判斷出這時滑輪組的機械效率應在66.7%～72.7%范圍內．

Answer 1

分析 （1）根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第1次實驗測得滑輪組的機械效率；
由表格數據可知第1次鉤碼上升的高度和彈簧測力計移動的距離，根據s=nh求出繩子的有效股數，再根據s=nh求出第2次彈簧測力計移動的距離；
（2）根據承擔物體的繩子段數，根據偶定奇動的特點確定繩子的始端，并繞線；
（3）通過機械效率與物體重力的關系的分析，得出結果．

解答 解：
（1）第1次實驗測得滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.05m}{0.6N×0.25m}$×100%≈66.7%；
由表格數據可知，h₁=5m，s₁=25m，h₂=8m，
由s=nh可得，滑輪組繩子的有效股數：n=$\frac{{s}_{1}}{{h}_{1}}$=$\frac{25cm}{5cm}$=5，
則第2次彈簧測力計移動的距離：s₂=nh₂=5×8m=40m；
（2）繩子的有效股數為5，由動奇定偶可知，應從動滑輪開始繞，如下圖所示：
（3）通過實驗數據我們發現：使用同一個滑輪組時，增加鉤碼的重，機械效率會變大，3N在2N、4N之間，因此機械效率也在66.7%～72.7%之間．
故答案為：（1）66.7%；40cm；（2）如上圖；（3）66.7%～72.7%．

點評 使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機械效率變大．