Question

2．某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验装置如图所示，实验数据如表．

次数 物理量	1	2	3	4
钩码重G/N	4	4	6	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1	0.2
绳端拉力F/N	1.4	1.8	2.4	2.4
绳端移动距离s/m	0.5	0.3	0.3	0.6
机械效率η	57%	74%	83%	η4

（1）通过分析表中数据可知第2次实验是用甲（填“甲”或“乙”）图装置做到．
（2）计算第4次实验的机械效率η₄=83%，通过比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是使用同一滑轮组，提升相同的重物，机械效率与提升物体距离无关．
（3）在第4次实验中钩码上升的时间是6s，则该次实验中拉力F的功率是0.24W．
（4）已知每只滑轮重1N，请计算第2次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为0.04 J．

Answer 1

分析 （1）根据绳子自由端移动距离和物体移动距离的关系确定绳子段数，从而确定滑轮组；
（2）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出机械效率，分析实验数据得出结论；
（3）利用P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（4）根据W_外=W_总-W_有求出额外功．

解答 解：（1）根据第2次试验数据可知n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故应用的滑轮组为甲图装置；
（2）第4次实验所做的有用功为W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J；总功为W_总=Fs=2.4N×0.6m=1.44J
则机械效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{1.2J}{1.44J}$≈83%；
比较3、4实验可知：使用同一滑轮组，提升相同的重物，机械效率与提升物体距离无关；
（3）根据（2）可知第4次拉力做功功率为P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1.44J}{6s}$=0.24W；
（4）第2次做的总功：W=Fs=1.8N×0.3m=0.54J
有用功W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，对动滑轮做功W′=G_动h=1N×0.1m=0.1J，则克服摩擦力做功：W_f=W-W_有-W′=0.54J-0.4J-0.1J=0.04J．
故答案为：（1）甲；
（2）83%；使用同一滑轮组，提升相同的重物，机械效率与提升物体距离无关；
（3）0.24；
（4）0.04J．

点评 此题主要考查学生对于滑轮组机械效率实验的理解和掌握程度，熟悉各物理量之间的关系是解题关键．