Question

10．在“测滑轮组机械效率“的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如表所示．

次 数	钩码重 G/N	钩码上升的高度h/m	弹簧测力计的示数F/N	弹簧测力计移动的距离s/m
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1	40

（1）在表格的空格处，填上合适的数据．
（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
（3）第1次实验测得滑轮组的机械效率为66.7%．
（4）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）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）知道绳子的有效股数，根据动奇定偶组装滑轮组；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第1次实验测得滑轮组的机械效率；
（4）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）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=$\frac{{s}_{1}}{{h}_{1}}$=$\frac{25m}{5m}$=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）第1次实验测得滑轮组的机械效率：
η₁=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{总2}}$×100%=$\frac{{G}_{1}{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$×100%=$\frac{2N×5m}{0.6N×25m}$×100%≈66.7%；
（4）第2次实验测得滑轮组的机械效率：
η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{总1}}$×100%=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{h}_{2}}$×100%=$\frac{4N×8m}{1.1N×40m}$×100%≈72.7%，
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）40；
（2）如上图所示；
（3）66.7%；
（4）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．