Question

【题目】【2015·盘锦市】在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：

实验 次数	物重 G物/N	动滑轮重 G动/N	钩码上升的 高度h/m	动力 F/N	动力作用点移动的距离s/m	滑轮组的机 械效率η/%
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3
4	4	1	0.1		0.5	50.0

⑴ 根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。

⑵ 在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为 N，第3次实验时滑轮组的机械效率为 。

⑶ 由表中第 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。

⑷ 由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J 。

Answer 1

【答案】（1）绕线如下图所示；（2）竖直 1.6N 66.7%（3）1、2、3(4) 动滑轮重 0.15

【解析】

试题分析：（1）由前3次的实验可知，动力作用点移动的距离s是钩码上升的高度h的3倍，所以可知滑轮组是由3段绳子吊着物体的，连线如下图所示；（2）测量绳端拉力F时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计，这样测出的拉力最接近真实值，减小误差；乙图中弹簧测力计的示数为1.6 N，读数时应注意是从上向下来数刻线的，因为数值自上而下是增大的；第3次实验中的W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，

W总=Fs=2N×0.3m=0.6J，所以滑轮组的机械效率为W有/W总=0.4N/0.6N=66.7%；（3）由表中第1、2、3 组数据可知，随着物重的增大，滑轮组的机械效率是增大的，所以同一滑轮组的机械效率与物重有关；⑷ 由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关，当其它条件不变，动滑轮重增大时，滑轮组的机械效率减小，这是因为所做的额外功增大了，额外功等于提升动滑轮所做的功，也等于总功减去有用功，此时的总功为W总=Fs=1.5N×0.5m=0.75J，W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，提升动滑轮所做的功为2N×0.1m=0.2J，所以克服摩擦力所做的功为0.75J-0.4J-0.2J=0.15J。