Question

8．在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，用相同的滑輪分別組裝成如圖所示的甲、乙滑輪組（忽略繩重和摩擦）．
（1）根據(jù)分析可知，表格中數(shù)據(jù)是利用乙滑輪測得的，此滑輪組的機械效率是83.3%．

鉤碼總重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計拉力F/N	測力計移動距離s/m
2	0.05	0.8	0.15

（2）若兩彈簧測力計的示數(shù)相等，則乙圖中提升的物體更重，此時兩個滑輪組機械效率的關系是：η_甲
小于η_乙．

Answer 1

分析 （1）鉤碼上升的高度h，細線自由端移動的距離s，它們之間的關系是s=nh，則n=$\frac{s}{h}$，n為與動滑輪相連的繩子股數(shù)，然后根據(jù)繩子的股數(shù)判斷；
滑輪組做的有用功是鉤碼重和上升高度的乘積，即W_有=Gh；總功是拉力和細繩自由端移動的距離的乘積，即W_總=Fs；機械效率利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算；
（2）忽略繩重和摩擦，根據(jù)滑輪組的拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動）判斷物體的重力；
拉力做的總功包括對物體做的有用功和額外功；據(jù)機械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$判斷機械效率的大小．

解答 解：
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，與動滑輪相連的繩子段數(shù)：n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.15m}{0.05m}$=3，所以本次實驗是用乙滑輪組做的；
滑輪組機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.05m}{0.8N×0.15m}$×100%≈83.3%；
（2）忽略繩重和摩擦，使物體在相同的時間內升高到相同的高度，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動）可知，
F_甲=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動），F(xiàn)_乙=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動），
若拉力F_甲、F_乙相同，則乙滑輪組提升的物體更重些；
據(jù)機械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$可知，兩滑輪組做的額外功相同，甲做的有用功小于乙做的有用功，所以甲的效率小于乙的效率．
故答案為：（1）乙；83.3%；（2）乙；小于．

點評 此題考查了滑輪組的省力特點、對機械效率影響因素的理解，關鍵是掌握其計算公式，根據(jù)已知條件進行分析．