Question

15．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如表所示．

序号	钩码重 G/N	钩码上升的高度h/cm	弹簧测力计 的示数F/N	弹簧测力计移动的距离S/cm	机械效率 η
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1		72.7%

（1）填上合适的数据．第1次实验测得滑轮组的机械效率为66.7%．第二次弹簧测力计移动的距离为40cm．
（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
（3）如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在66.7%～72.7%范围内．

Answer 1

分析 （1）根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第1次实验测得滑轮组的机械效率；
由表格数据可知第1次钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离，根据s=nh求出绳子的有效股数，再根据s=nh求出第2次弹簧测力计移动的距离；
（2）根据承担物体的绳子段数，根据偶定奇动的特点确定绳子的始端，并绕线；
（3）通过机械效率与物体重力的关系的分析，得出结果．

解答 解：
（1）第1次实验测得滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.05m}{0.6N×0.25m}$×100%≈66.7%；
由表格数据可知，h₁=5m，s₁=25m，h₂=8m，
由s=nh可得，滑轮组绳子的有效股数：n=$\frac{{s}_{1}}{{h}_{1}}$=$\frac{25cm}{5cm}$=5，
则第2次弹簧测力计移动的距离：s₂=nh₂=5×8m=40m；
（2）绳子的有效股数为5，由动奇定偶可知，应从动滑轮开始绕，如下图所示：
（3）通过实验数据我们发现：使用同一个滑轮组时，增加钩码的重，机械效率会变大，3N在2N、4N之间，因此机械效率也在66.7%～72.7%之间．
故答案为：（1）66.7%；40cm；（2）如上图；（3）66.7%～72.7%．

点评 使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大．