Question

13．下表是小亮同学在测滑轮组的机械效率时记录的数据．

实验 次数	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	66.7%

（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法；
（2）将表格中的数据补充完整；
（3）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，有用功将增大；克服动滑轮重所做的功将不变，额外功将变大（以上选填“变大”、“变小”或“不变”）．进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与物重和摩擦有关．

Answer 1

分析 （1）要根据绳子自由端移动的距离和钩码上升高度之间的关系，判断承担物重的绳子的段数，它们之间的关系式是S=nh．
（2）①滑轮组做的有用功是克服物体重力做的功，等于物体重力和上升高度的乘积，即W_有用=Gh；
②滑轮组做的总功是动力做的功，等于绳子末端的拉力和绳子移动距离的乘积，即W_总=FS；
③机械效率等于有用功和总功的比值，即η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%；
（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，如图所示：
．
（2）根据公式得：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；在绳重一定的情况下，物体的重力大小会影响有用功，摩擦力大小会影响额外功，所以滑轮组的机械效率与物重和摩擦有关．
故答案为：（1）如上图；（2）66.7%；（3）增大；不变；变大；物重；摩擦．

点评 此题是测量滑轮组的机械效率，主要考查了有关滑轮组的组装，一定要搞清绳端移动距离与物体上升高度之间的关系，同时要熟练掌握机械效率的计算公式：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，同时要知道s=nh；还考查了影响滑轮组机械效率的因素．