Question

4．用一个定滑轮和一个动滑轮组滑轮组有两种绕线方法，小明采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组，小乐采用另一种绕线方法组装滑轮组．
（1）请帮助小乐在图乙中画出滑轮组的绕线．
（2）实验中他们得到的数据如表所示．

实验序号		钩码重G/N	钩码上升高度h/m	绳的拉力F/N	绳端移动距离s/m	机械效率η
小明	1	4	0.1	2.3	0.2
	2	6	0.1	3.4	0.2	88.2%
小红	3	5	0.1	1.9	0.3	87.7%
	4	7	0.1	2.6	0.3	89.7%

小明第1次实验中，有用功为0.4J，此滑轮组的机械效率为87%．
（3）综合分析小明和小乐的实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高（选填“高”或“低”）

Answer 1

分析 （1）另外一种滑轮组绳子的绕法：绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的定滑轮再向上，依次反复绕，这种绕法有奇数段绳子承担物重、能改变动力方向．
（2）根据W_有=Gh求出有用功，根据W_总=Fs求出总功，最后根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）比较第1次实验和第2次实验，钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一装置，所做的额外功相同，提起的重物不同，机械效率不同据此得出结论．

解答 解：（1）绳子先系在动滑轮下面的固定挂钩上，然后再绕过上面的定滑轮再向下绕到动滑轮，如图所示：

（2）有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
总功：W_总=Fs=2.3N×0.2m=0.46J；
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.46J}$×100%≈87%；
（3）比较第1次实验和第2次实验可知，使用同一个滑轮组，两次分别提起4N和6N的物体，在其他的条件相同是，第1次的机械效率是87%，第2次的机械效率是88.2%，所以使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）见上图；（2）0.4；87%；（3）高．

点评 本题考查了滑轮组的绕法、有用功、总功、机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率因素，要知道物体越重，做的有用功越多，机械效率越高；动滑轮越多，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低．