Question

如图所示，甲、乙、丙三位同学分别用同一个动滑轮竖直向上匀速提升不同的钩码，并记录了如下表所示的实验数据。根据表中的实验数据回答下列问题。

	钩码重G/N	钩码上升的高度h/cm	人对绳子的拉力F/N	绳子自由端上升的高度s/cm	时间 t/s
甲同学	3	5	2.1	10	2
乙同学	4	4	2.6	8	1
丙同学	7	6	4.2	12	3

（1）所用动滑轮重为_____N；（选填“1”、“1.5”或“2”）

（2）有一位同学做功最多，他做的功为_____J；

（3）做功最快的是_____同学；（选填“甲”、“乙”或“丙”）

（4）利用表中的实验数据，可得出滑轮的机械效率与_____有关。

Answer

1 0.504 乙 提升的钩码重

【解析】

（1）图中使用的是动滑轮，若不计绳重和摩擦，拉力：F＝（G+G轮），

由表中甲同学的数据可知，2.1N＝（3N+G轮），解得动滑轮重力：G轮＝2F﹣G＝2×4.2N﹣3N＝1.2N；实际中存在摩擦力，动滑轮的重力小于1.2N，可能为1N；

（2）由W＝Fs可知，拉力最大、拉力端移动距离最大的同学做功最多，应该是丙同学做的功最多，则：W丙＝F丙s丙＝4.2N×0.12m＝0.504J；

（3）丙同学做功的功率：P丙＝＝＝0.168W；

甲同学做功的功率：P甲＝＝＝0.105W；

乙同学做功的功率：P乙＝＝＝0.208W；

可见乙同学做功功率最大、做功最快；

（4）由表中数据可知使用动滑轮时拉力端移动的距离s＝2h，

由：η＝＝＝，得三位同学实验得出动滑轮的机械效率：

η甲＝＝×100%=71.4%；

η乙＝＝×100%=76.9%；

η丙＝＝×100%=83.3%；

可见当提升的钩码重增大时，动滑轮的机械效率增大，说明滑轮的机械效率与提升的钩码重有关。