Question

12．在探究“滑轮组机械效率与物重关系”的实验中如图甲用同一滑轮组装置做了三次实验，测量的数据如表：

实验次数	重物质量 m/kg	重物上升的距离 h/m	弹簧测力计的示数F/N	拉力作用点移动的距离S/m	滑轮组机械效率（%）
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）根据表中的数据画出滑轮组的绕线．
（2）根据表中的数据计算出第二次实验中的机械效率．
（3）分析实验数据你可以得到的实验结论是同一滑轮组提升重物，物重越大的时候，机械效率越高
（4）图乙是某公司的一幅广告宣传画：一个巨大的动滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”．请你从物理学的角度对这幅宣传画发表自己的评述使用机械做功，若额外功远大于有用功，机械效率过低，则毫无意义．

Answer 1

分析 （1）通过表中的数据，明确拉力移动距离s和重物上升距离h之间的关系，再据此来判断承担物重的绳子的段数，最后进行绕绳；
（2）利用公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，代入表中的数据可计算出机械效率的大小；
（3）从表中可以看出，用的是同一滑轮组，只是每次提升的物重不同，机械效率便不同，据此来总结结论；
（4）图中给我们印象最深的应该是一个巨大的动滑轮，提起一个小皮箱，因此，从额外功、有功用的角度对机械效率进行分析．

解答 解：
（1）读表中数据可知，物体上升0.1m时，拉力移动0.3m，即s=3h，则由3段绳子承担物重．因此，从下端开始，先内后外，依次绕过每个滑轮，如图所示；

（2）第二次实验中的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{0.2kg×10N/kg×0.1m}{0.9N×0.3m}$×100%=74.1%；
（3）从表中的数据可以看出，三次实验用同一滑轮组提升重物，物重越大的时候，机械效率越高；
（4）对巨大的动滑轮所做的功是额外功，只有对小皮箱所做的功才是有用功，可见这一机械的效率是非常低的，也就是说“事无大小，必尽全力”有时候反而是一种浪费．
故答案为：（1）见上图；（2）74.1；（3）同一滑轮组提升重物，物重越大的时候，机械效率越高；（4）使用机械做功，若额外功远大于有用功，机械效率过低，则毫无意义．

点评 本题考查了实验数据分析、求滑轮组效率、绕滑轮组等问题，根据表中实验数据求出承重绳子的有效股数是正确解题的前提与关键．