Question

某實驗小組測一滑輪組機械效率的數據如下表：

次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/m	拉力 F/N	細線自由端移動的距離s/m	機械效率η/%
1	2.0	0.1	1.0	0.3	66.7
2	5.0	0.2	2.0	0.6
3	8.0	0.3	3.0	0.9	88.9

（1）請在圖中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法．
（2）表格中第二次實驗中滑輪組的機械效率為________．
（3）用同一滑輪組提升不同重物至同一高度：克服動滑輪的重所做的額外功________（填“相同”或“不同”）；提升的物重增加時，滑輪組的機械效率變________．
（4）第一次實驗中，鉤碼上升0.1m所用的時間為1.5s，則拉力的功率為________W．

Answer 1

解：
（1）繩子自由端移動的距離為0.3m，鉤碼升高的距離為0.1m，
∴與動滑輪相連的繩子段數為：n===3，
3為奇數，所以繩子起始端要系在動滑輪的掛鉤上，然后往定滑輪的邊框開始繞線，如下圖所示．

（2）表格中第二次實驗中滑輪組的機械效率：
η===≈83.3%．
（3）根據W=Gh可知，用同一滑輪組提升不同重物至同一高度時克服動滑輪重力所做的額外功相等；
物體越重，所做的有用功越大，有用功占總功的比值越大，故機械效率變大．
（4）第一次實驗中，繩端移動的速度：
v===0.2m/s，
拉力的功率：
P=Fv=1N×0.2m/s=0.2W．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）83.3%；
（3）相同；大；
（4）0.2．
分析：（1）物體被提高的高度為h，繩子末端移動的距離為s，則s=nh，求出繩子段數n后，按“奇動偶定”的原則繞線．
（2）根據η==求出表格中第二次實驗中滑輪組的機械效率．
（3）用同一滑輪組提升不同重物至同一高度時，根據W=Gh可知克服動滑輪重力所做的額外功相等，有用功變大，所占總功的比值變大，即機械效率變大．
（4）物體上升移動的時間和繩端移動的時間相等，根據v=求出繩端移動的速度，根據P=Fv求出第一次實驗中拉力的功率．
點評：本題考查了功、功率、速度、機械效率的計算等；在繞線時，繞法取決于繩子的段數，當為奇數時，從動滑輪的掛鉤開始繞線；當段數為偶數時，從定滑輪的掛鉤開始繞線，簡稱“奇動偶定”．