Question

7．下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据．

序号	动滑轮重 G动/N	物重 G/N	钩码上升 高度h/m	动力 F/N	动力作用点 移动距离s/m	滑轮组的 机械效率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）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
（2）第三次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为0.4W，滑轮组的机械效率为66.7%．
（3）分析表格中数据发现：用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做额外功将变大，滑轮组的机械效率变大（两空选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）根据s和h的关系求出绳子股数n，再根据奇动偶定的原则来绕只滑轮组；
（2）根据W总=Fs计算出总功，由P=$\frac{{W}_{总}}{t}$得出动力的功率；
根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出机械效率；
（3）滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功，摩擦力与绳子间的拉力和接触面的粗糙程度有关，因此提的物体越重，摩擦力越大，额外功也会变大．

解答 解：（1）由表格中数据可知，物体上升的高度h=0.1m，而绳子自由端移动的距离为0.3m，s=3h，所以由3段绳子承担物重，因此要从动滑轮绕起．
绕制滑轮组如下图：

（2）动力的功率即总功的功率，由题意知，物体上升0.1m，动力作用点移动0.3m．
所以P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=$\frac{2N×0.3m}{1.5s}$=0.4W；
根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
（3）物体越重，每段绳子上承担的物重越大，所以绳子与轮之间的摩擦也会越大，克服摩擦做的额外功也变大．
但有用功变大的更多，所以机械效率将变大．
故答案为：（1）见上图；（2）0.4； 66.7%；（3）变大；变大．

点评 （1）组装滑轮组时，一定要搞清绳端移动距离S与物体上升高度h之间的关系，即s=nh，根据n确定绳子的段数和绕线；
（2）熟练掌握机械效率的计算公式：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$；
（3）影响滑轮组机械效率的因素：物体的重力、动滑轮的重力、绳子和滑轮之间的摩擦力．