Question

3．某小组通过实验测量如图甲所示滑轮组的机械效率，记录数据如下表：

滑轮组	钩码总重G/N	钩码提升高度h/m	拉力F/N	拉力移动的距离s/m	滑轮组的机械效率
甲	1	0.1	0.6	①	②

（1）写出表中①和②处应填写的数据①0.2，②83.3%．（保留1位小数）
（2）若在图甲实验装置的基础上，减少一保钩码，再测出滑轮组的机械效率，则机械效率与原来相比将怎样变化？
（3）若要进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关，照图乙的样子画出滑轮组和绳子的绕法．

Answer 1

分析 （1）由图甲，通过动滑轮绳子段数n=2，根据s=nh可计算出拉力移动的距离；由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%计算滑轮组的机械效率．
（2）影响滑轮组机械效率的因素有被提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等，提升物体重力减小，做的有用功减小了，机械效率减小了．
（3）探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关，就要改变滑轮组的绳子绕线方式，其它不变．由此根据甲图，画出乙的绕线．

解答 解：
（1）①由图甲，通过动滑轮绳子段数n=2，由表格可知物体被提高的高度为h=0.1m，所以绳子末端移动的距离为s=nh=2×0.1m=0.2m；
②滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{1N×0.1m}{0.6N×0.2m}$×100%≈83.3%．
（2）减少一只钩码，提升物体重力减小了，提升物体相同高度，做的有用功减小了，额外功不变，所以机械效率变小了．
（3）甲图从定滑轮绕起，所以要改变滑轮组的绕线方式，乙图需从动滑轮绕起，因为滑轮组的机械效率还与被提升物体的重力有关，所以被提升的物体应不变，如图：
．
故答案为：（1）①0.2；②83.3%；（2）机械效率变小；（3）见上图．

点评 （1）滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值；
（2）同一滑轮组，机械效率还和提升的物体重力有关，提升的物体越重，机械效率越大．