Question

2．某實(shí)驗(yàn)小組探究影響滑輪組機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表．

次數(shù) 物理量	1	2	3	4
鉤碼重G/N	4	4	6	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1	0.2
繩端拉力F/N	1.4	1.8	2.4	2.4
繩端移動(dòng)距離s/m	0.5	0.3	0.3	0.6
機(jī)械效率η	57%	74%	83%	η4

（1）通過分析表中數(shù)據(jù)可知第2次實(shí)驗(yàn)是用甲（填“甲”或“乙”）圖裝置做到．
（2）計(jì)算第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率η₄=83%，通過比較3和4兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是使用同一滑輪組，提升相同的重物，機(jī)械效率與提升物體距離無關(guān)．
（3）在第4次實(shí)驗(yàn)中鉤碼上升的時(shí)間是6s，則該次實(shí)驗(yàn)中拉力F的功率是0.24W．
（4）已知每只滑輪重1N，請(qǐng)計(jì)算第2次實(shí)驗(yàn)中由于機(jī)械摩擦而損耗的能量為0.04 J．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)繩子自由端移動(dòng)距離和物體移動(dòng)距離的關(guān)系確定繩子段數(shù)，從而確定滑輪組；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出機(jī)械效率，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（3）利用P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（4）根據(jù)W_外=W_總-W_有求出額外功．

解答 解：（1）根據(jù)第2次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，故應(yīng)用的滑輪組為甲圖裝置；
（2）第4次實(shí)驗(yàn)所做的有用功為W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J；總功為W_總=Fs=2.4N×0.6m=1.44J
則機(jī)械效率為η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{1.2J}{1.44J}$≈83%；
比較3、4實(shí)驗(yàn)可知：使用同一滑輪組，提升相同的重物，機(jī)械效率與提升物體距離無關(guān)；
（3）根據(jù)（2）可知第4次拉力做功功率為P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{1.44J}{6s}$=0.24W；
（4）第2次做的總功：W=Fs=1.8N×0.3m=0.54J
有用功W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，對(duì)動(dòng)滑輪做功W′=G_動(dòng)h=1N×0.1m=0.1J，則克服摩擦力做功：W_f=W-W_有-W′=0.54J-0.4J-0.1J=0.04J．
故答案為：（1）甲；
（2）83%；使用同一滑輪組，提升相同的重物，機(jī)械效率與提升物體距離無關(guān)；
（3）0.24；
（4）0.04J．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)的理解和掌握程度，熟悉各物理量之間的關(guān)系是解題關(guān)鍵．