Question

4．用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組滑輪組有兩種繞線方法，小明采用了如圖甲所示的繞線方法組裝滑輪組，小樂(lè)采用另一種繞線方法組裝滑輪組．
（1）請(qǐng)幫助小樂(lè)在圖乙中畫出滑輪組的繞線．
（2）實(shí)驗(yàn)中他們得到的數(shù)據(jù)如表所示．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)		鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	繩的拉力F/N	繩端移動(dòng)距離s/m	機(jī)械效率η
小明	1	4	0.1	2.3	0.2
	2	6	0.1	3.4	0.2	88.2%
小紅	3	5	0.1	1.9	0.3	87.7%
	4	7	0.1	2.6	0.3	89.7%

小明第1次實(shí)驗(yàn)中，有用功為0.4J，此滑輪組的機(jī)械效率為87%．
（3）綜合分析小明和小樂(lè)的實(shí)驗(yàn)，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高（選填“高”或“低”）

Answer 1

分析 （1）另外一種滑輪組繩子的繞法：繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過(guò)下面的定滑輪再向上，依次反復(fù)繞，這種繞法有奇數(shù)段繩子承擔(dān)物重、能改變動(dòng)力方向．
（2）根據(jù)W_有=Gh求出有用功，根據(jù)W_總=Fs求出總功，最后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)，鉤碼升高的距離相同，繩子自由端移動(dòng)的距離相同，說(shuō)明使用的是同一裝置，所做的額外功相同，提起的重物不同，機(jī)械效率不同據(jù)此得出結(jié)論．

解答 解：（1）繩子先系在動(dòng)滑輪下面的固定掛鉤上，然后再繞過(guò)上面的定滑輪再向下繞到動(dòng)滑輪，如圖所示：

（2）有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
總功：W_總=Fs=2.3N×0.2m=0.46J；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.4J}{0.46J}$×100%≈87%；
（3）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)可知，使用同一個(gè)滑輪組，兩次分別提起4N和6N的物體，在其他的條件相同是，第1次的機(jī)械效率是87%，第2次的機(jī)械效率是88.2%，所以使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）0.4；87%；（3）高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑輪組的繞法、有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算以及影響滑輪組機(jī)械效率因素，要知道物體越重，做的有用功越多，機(jī)械效率越高；動(dòng)滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．