Question

某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：

次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/m	拉力 F/N	细线自由端移动的距离s/m	机械效率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）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
（2）表格中第二次实验中滑轮组的机械效率为________．
（3）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功________（填“相同”或“不同”）；提升的物重增加时，滑轮组的机械效率变________．
（4）第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则拉力的功率为________W．

Answer 1

解：
（1）绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m，
∴与动滑轮相连的绳子段数为：n===3，
3为奇数，所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上，然后往定滑轮的边框开始绕线，如下图所示．

（2）表格中第二次实验中滑轮组的机械效率：
η===≈83.3%．
（3）根据W=Gh可知，用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时克服动滑轮重力所做的额外功相等；
物体越重，所做的有用功越大，有用功占总功的比值越大，故机械效率变大．
（4）第一次实验中，绳端移动的速度：
v===0.2m/s，
拉力的功率：
P=Fv=1N×0.2m/s=0.2W．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）83.3%；
（3）相同；大；
（4）0.2．
分析：（1）物体被提高的高度为h，绳子末端移动的距离为s，则s=nh，求出绳子段数n后，按“奇动偶定”的原则绕线．
（2）根据η==求出表格中第二次实验中滑轮组的机械效率．
（3）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，根据W=Gh可知克服动滑轮重力所做的额外功相等，有用功变大，所占总功的比值变大，即机械效率变大．
（4）物体上升移动的时间和绳端移动的时间相等，根据v=求出绳端移动的速度，根据P=Fv求出第一次实验中拉力的功率．
点评：本题考查了功、功率、速度、机械效率的计算等；在绕线时，绕法取决于绳子的段数，当为奇数时，从动滑轮的挂钩开始绕线；当段数为偶数时，从定滑轮的挂钩开始绕线，简称“奇动偶定”．