Question

11．表是小明同学测滑轮组机械效率时记录的有关数据：

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	0.3	2	0.1	1.2	0.3	55.6
2	0.3	4	0.1	2.0	0.3	66.7
3	0.3	8	0.1	3.7	0.3	①

（1）请在如图中画出实验中滑轮组的绕绳；
（2）通过计算得出表格中①的机械效率是72%；
（3）比较三次实验，发现同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关；
（4）进一步分析表中数据可知，随着提升物重的增加，滑轮组的额外功变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是物体越重，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．

Answer 1

分析 （1）知道物体和弹簧测力计移动的距离，求出绳子的段数，根据绳子的段数求出滑轮组的绕法．
（2）先求出W_有用，W_总，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算．
（3）分析数据即可知机械效率的变化．
（4）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：解：（1）各次实验，弹簧测力计移动的距离是物体移动距离的三倍，所以物体和动滑轮有三段绳子承担，滑轮组绕法如图．

（2）表格3中，W_有用=Gh=8N×0.1m=0.8J，
W_总=Fs=3.7N×0.3N=1.11J，
所以，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.8J}{1.11J}$×100%≈72%．
（3）比较机械效率的数据可知，用同一滑轮组提升不同的重物至同一高度，随着提升物重的增加，滑轮组的机械效率将变大，可知滑轮组的机械效率与被提升的物重．
（4）计算可知：W_额外1=0.16J，W_额外2=0.2J，W_额外3=0.31J；所以滑轮组的额外功变大；
原因是：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，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．
故答案为：（1）如上图；（2）72；（3）被提升的物重；（4）变大；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．

点评 本题必须知道滑轮组的机械效率与提起物体的重、动滑轮的重、绳重、摩擦有关，跟绳子的绕法，物体升高的距离，物体移动的速度都没有关系．