Question

7．下表是小明測(cè)一滑輪組機(jī)械效率時(shí)收集的有關(guān)數(shù)據(jù)．

序號(hào)	動(dòng)滑輪重 G動(dòng)/N	物重 G/N	鉤碼上升 高度h/m	動(dòng)力 F/N	動(dòng)力作用點(diǎn) 移動(dòng)距離s/m	滑輪組的 機(jī)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

（1）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法．
（2）第三次實(shí)驗(yàn)中，鉤碼上升0.1m所用的時(shí)間為1.5s，則動(dòng)力的功率為0.4W，滑輪組的機(jī)械效率為66.7%．
（3）分析表格中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：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(shí)，所做額外功將變大，滑輪組的機(jī)械效率變大（兩空選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s和h的關(guān)系求出繩子股數(shù)n，再根據(jù)奇動(dòng)偶定的原則來繞只滑輪組；
（2）根據(jù)W總=Fs計(jì)算出總功，由P=$\frac{{W}_{總}}{t}$得出動(dòng)力的功率；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出機(jī)械效率；
（3）滑輪組做的額外功為克服動(dòng)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(guān)，因此提的物體越重，摩擦力越大，額外功也會(huì)變大．

解答 解：（1）由表格中數(shù)據(jù)可知，物體上升的高度h=0.1m，而繩子自由端移動(dòng)的距離為0.3m，s=3h，所以由3段繩子承擔(dān)物重，因此要從動(dòng)滑輪繞起．
繞制滑輪組如下圖：

（2）動(dòng)力的功率即總功的功率，由題意知，物體上升0.1m，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)0.3m．
所以P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=$\frac{2N×0.3m}{1.5s}$=0.4W；
根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
（3）物體越重，每段繩子上承擔(dān)的物重越大，所以繩子與輪之間的摩擦也會(huì)越大，克服摩擦做的額外功也變大．
但有用功變大的更多，所以機(jī)械效率將變大．
故答案為：（1）見上圖；（2）0.4； 66.7%；（3）變大；變大．

點(diǎn)評(píng) （1）組裝滑輪組時(shí)，一定要搞清繩端移動(dòng)距離S與物體上升高度h之間的關(guān)系，即s=nh，根據(jù)n確定繩子的段數(shù)和繞線；
（2）熟練掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$；
（3）影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物體的重力、動(dòng)滑輪的重力、繩子和滑輪之間的摩擦力．