Question

【題目】如圖所示，甲、乙、丙三位同學分別用同一個動滑輪豎直向上勻速提升不同的鉤碼，并記錄了如下表所示的實驗數據。根據表中的實驗數據回答下列問題。

	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	人對繩子的拉力F/N	繩子自由端上升的高度s/cm	時間 t/s
甲同學	3	5	2.1	10	2
乙同學	4	4	2.6	8	1
丙同學	7	6	4.2	12	3

（1）所用動滑輪重為_____N；（選填“1”、“1.5”或“2”）

（2）有一位同學做功最多，他做的功為_____J；

（3）做功最快的是_____同學；（選填“甲”、“乙”或“丙”）

（4）利用表中的實驗數據，可得出滑輪的機械效率與_____有關。

Answer 1

【答案】1 0.504 乙 提升的鉤碼重

【解析】

（1）圖中使用的是動滑輪，若不計繩重和摩擦，拉力：F＝（G+G輪），

由表中甲同學的數據可知，2.1N＝（3N+G輪），解得動滑輪重力：G輪＝2F﹣G＝2×4.2N﹣3N＝1.2N；實際中存在摩擦力，動滑輪的重力小于1.2N，可能為1N；

（2）由W＝Fs可知，拉力最大、拉力端移動距離最大的同學做功最多，應該是丙同學做的功最多，則：W丙＝F丙s丙＝4.2N×0.12m＝0.504J；

（3）丙同學做功的功率：P丙＝＝＝0.168W；

甲同學做功的功率：P甲＝＝＝0.105W；

乙同學做功的功率：P乙＝＝＝0.208W；

可見乙同學做功功率最大、做功最快；

（4）由表中數據可知使用動滑輪時拉力端移動的距離s＝2h，

由：η＝＝＝，得三位同學實驗得出動滑輪的機械效率：

η甲＝＝×100%=71.4%；

η乙＝＝×100%=76.9%；

η丙＝＝×100%=83.3%；

可見當提升的鉤碼重增大時，動滑輪的機械效率增大，說明滑輪的機械效率與提升的鉤碼重有關。