Question

12．小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)	物重G/N	物體上升的高度h/cm	彈簧測力計的示數(shù)F/N	測力計移動的距離s/cm
1	6	3.0	2.5	9.1
2	6	5.0	2.5	17.2
3	6	8.0	2.5	24.0

（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：
①表中有一個數(shù)據(jù)的記錄是錯誤的，錯誤的數(shù)據(jù)是17.2；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率是80%；
（2）小紅在小明實驗的基礎(chǔ)上多使用了一個滑輪也做了實驗，如圖乙所示，
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變改變力的方向．
②當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率相同嗎？并闡述理由相同；若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功和額外功相同．

Answer 1

分析 （1）①由甲滑輪組可知，繩子的有效股數(shù)均為3，分析表格中繩端移動的距離和物體上升高度之間的關(guān)系即可得出答案；
②根據(jù)滑輪組效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第2次實驗中滑輪組的機械效率；
（2）①由實驗裝置中拉力的方向不同可知，小紅多使用一個滑輪的目的；
②計算滑輪組的機械效率時，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動滑輪所做的功．

解答 解：
（1）①由甲滑輪組可知，繩子的有效股數(shù)均為3，即測力計移動的距離是物體上升高度的3倍，因此錯誤的數(shù)據(jù)為17.2；
②第2次實驗中滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.08m}{2.5N×0.24m}$×100%=80%；
（2）①由實驗裝置可知，小紅多使用一個定滑輪的作用是改變力的方向；
②這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機械效率不變．
故答案為：
（1）①17.2；②80%；
（2）①改變力的方向；②相同；若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功和額外功相同．

點評 （1）滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關(guān)，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．
（2）要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關(guān)．要提高機械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．