题目内容

组装好的实验装置，如图所示，有质量均为100克的钩码6个，小磊想利用上述实验装置和钩码研究用动滑轮提升重物时，不计轮和轴摩擦情况下，额外功保持不变，有用功与总功的关系．其中动滑轮所受重力用G_动表示，钩码所受重力用G表示，钩码和动滑轮上升高度用h表示，弹簧测力计的示数用F表示，它上升的距离用s表示，小磊测得的实验数据、根据实验测量数据计算额外功W_额、总功W_总、有用功W_有的数据如下表所示，分析表中数据归纳出有用功与总功的关系：保持不变时，有用功与总功的关系式为．（g=10N/kg）
G_动/N 1 1 1 1 1 1
W_额/J 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
F/N 1 1.5 2 2.5 3 3.5
s/m 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
W_总/J 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70
G/N 1 2 3 4 5 6
h/m 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
W_有/J 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60

当额外功为0.1J W_有=W_总-0.1J．
分析：由表中数据，找出每一次实验的额外功、有用功和总功，据此得出有用功跟总功的关系．
解答：由表中数据可知，6次实验的额外功均为0.1J，
而W_总=0.20J时，W_有=0.10J，
W_总=0.30J时，W_有=0.20J，
W_总=0.40J时，W_有=0.30J，
W_总=0.50J时，W_有=0.40J，
W_总=0.60J时，W_有=0.50J，
W_总=0.70J时，W_有=0.60J，
从而可知，W_有=W_总-0.10J．
即当额外功为0.10J不变时，有用功与总功的关系式为：W_有=W_总-0.1J．
故答案为：当额外功为0.1J；W_有=W_总-0.1J．
点评：本题考查了额外功、有用功和总功的计算，叙述结论时注意条件“额外功不变时”．

练习册系列答案

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物重为6牛不变时，W_有=80%×W_总

．

F/N	3.75	3.75	3.75	3.75	3.75	3.75
s/m	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6
W总/J	0.375	0.75	1.125	1.5	1.875	2.25
G/N	6	6	6	6	6	6
h/m	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
W有/J	0.30	0.60	0.90	1.20	1.5	1.8

实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N．另外还有质量为100g的钩码6个（图中未画出）．小李同学利用该装置分别将400g和600g的钩码匀速提升0.1m和0.2m，分别测出物体被提升的高度h、弹簧测力计的示数F和测力计竖直向上移动的距离s，测得的实验数据如下表（g取10N/kg）．
（1）请根据上述条件及实验数据完成下表（结果保留一位小数）；
（2）根据测量结果，小李同学认为该滑轮组的机械效率与滑轮组提升重物的高度有关系，提升物体高度越高滑轮组的机械效率越高．请你利用所给实验器材证明小李的结论是错误的．（简要写出实验步骤，思路清晰即可）

G/N	h/m	F/N	s/m	η/%
4	0.1	3.2	0.2	62.5 62.5
6	0.2 0.2	4.5	0.4	66.7

实验步骤：

①用图示滑轮组竖直向匀速提起2个钩码，记下钩码提升是高度h₁，弹簧测力计移动的距离s₁；
②用同一滑轮组提起相同的2个钩码，记下钩码提升是高度h₂，弹簧测力计移动的距离s₂；
③重复步骤②3次，依次记下钩码上升的高度h₃、h₄、h₅与弹簧测力计移动的距离s₃、s₄、s₅；
④求出各次实验时滑轮组的效率，比较各次实验时滑轮组的效率，得出结论．

．

组装好的实验装置，如图所示，有质量均为100克的钩码6个，小磊想利用上述实验装置和钩码研究用动滑轮提升重物时，不计轮和轴摩擦情况下，额外功保持不变，有用功与总功的关系．其中动滑轮所受重力用G_动表示，钩码所受重力用G表示，钩码和动滑轮上升高度用h表示，弹簧测力计的示数用F表示，它上升的距离用s表示，小磊测得的实验数据、根据实验测量数据计算额外功W_额、总功W_总、有用功W_有的数据如下表所示，分析表中数据归纳出有用功与总功的关系：

G_动/N	1	1	1	1	1	1
W_额/J	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
F/N	1	1.5	2	2.5	3	3.5
s/m	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
W_总/J	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60	0.70
G/N	1	2	3	4	5	6
h/m	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
W_有/J	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60

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