Question

11．在测量“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	0.3
4	4	1	0.1		0.5	50.0

（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法．
（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为1.6N．
（3）若第3次实验提升重物所用的时间为1s，则拉力做功的功率为0.6W，此时滑轮组的机械效率为66.7%．
（4）由表中第1、2、3组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关．
（5）由表中第3、4组数据可知，提升相同重物，不同滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功0.15J．

Answer 1

分析 （1）根据h与s的关系（s=nh）结合表格中数据判断承担物重的绳子段数，然后绕线；
（2）为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；进行读数时，注意测力计的分度值；
（3）根据公式W=Fs求出拉力所做的总功，然后根据公式P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率；根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算机械效率；
（4）由表中第1、2、3组数据，分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论；
（5）由表中第3、4组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，
先根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮做的功，然后根据W=Fs求出总功，则克服绳重及摩擦做的那部分额外功等于总功减去有用功和克服动滑轮做的功．

解答 解：（1）由前3组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示：

（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；
（3）拉力所做的功为：W=Fs=2N×0.3m=0.6J；
拉力做功的功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.6J}{1s}$=0.6W；
第3次实验，滑轮组的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
（4）由表中第 1、2、3组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关；
（5）由表中第3、4组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得，滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关
根据表中第3组数据可知，有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J；克服动滑轮做的功：W_动=G_动h=0.5N×0.1m=0.05J；总功：W_总=Fs=2N×0.3m=0.6J；
则克服绳重及摩擦做的那部分额外功：W_额=W_总-W_有-W_动=0.6J-0.4J-0.05J=0.15J．
故答案为：（1）见上图；（2）匀速；1.6；（3）0.6；66.7%；（4）物重；（5）动滑轮重； 0.15．

点评 此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及测力计的读数问题，要细心分析每一个问题．