12. 如图是某学习小组测滑轮组的机械效率的实验装置，测得的实验数据如下表。


(1)实验过程中，应竖直向上拉动弹簧测力计。
(2)在第1次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为N。
(3)若在第2次实验中，物体上升的速度为0.1 m/s，则拉力F的功率为W。
(4)第3次实验中滑轮组的机械效率是。
(5)比较实验数据可得出的实验结论是：同一滑轮组，物重（填“越大”或“越小”），滑轮组的机械效率越高。
(6)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度

解：
(1) 匀速（匀速直线）
(2) 由表格数据可知，承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}=\frac{0.3\ \mathrm{m}}{0.1\ \mathrm{m}}=3$，忽略绳重和摩擦，由$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{n}$得：
$G_{\mathrm{动}}=3F-G=3×0.6\ \mathrm{N}-1\ \mathrm{N}=0.8\ \mathrm{N}$
(3) 绳端移动的速度$v=nv_{\mathrm{物}}=3×0.1\ \mathrm{m/s}=0.3\ \mathrm{m/s}$，拉力的功率：
$P=Fv=1.0\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m/s}=0.3\ \mathrm{W}$
(4) 第3次实验中滑轮组的机械效率：
$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{4\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}}{1.8\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}}×100\%\approx74.1\%$
(5) 越大
(6) B

四、计算题
13.如图所示，物体A重80 N，在拉力F的作用下，物体A以0.2 m/s的速度竖直向上匀速运动了20 s，滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦。
(1)克服物体重力做功是多少？
(2)拉力F的功率是多少？
(3)滑轮重是多少？

解：
(1) 物体A上升的高度：
$h = v_A t = 0.2\ \mathrm{m/s} × 20\ \mathrm{s} = 4\ \mathrm{m}$
克服物体重力做功：
$W_{\mathrm{有}} = G_A h = 80\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m} = 320\ \mathrm{J}$
(2) 由$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}$可得拉力做的总功：
$W_{\mathrm{总}} = \frac{W_{\mathrm{有}}}{\eta} = \frac{320\ \mathrm{J}}{80\%} = 400\ \mathrm{J}$
该反向使用的动滑轮，拉力端移动的速度：
$v_F = \frac{1}{2}v_A = \frac{1}{2} × 0.2\ \mathrm{m/s} = 0.1\ \mathrm{m/s}$
拉力的功率：
$P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{400\ \mathrm{J}}{20\ \mathrm{s}} = 20\ \mathrm{W}$
(3) 不计绳重和摩擦，额外功为提升动滑轮做的功：
$W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 400\ \mathrm{J} - 320\ \mathrm{J} = 80\ \mathrm{J}$
动滑轮移动的距离：
$s = v_F t = 0.1\ \mathrm{m/s} × 20\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m}$
由$W_{\mathrm{额}} = G_{\mathrm{轮}} s$得滑轮的重力：
$G_{\mathrm{轮}} = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{80\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}} = 40\ \mathrm{N}$
答：(1) 克服物体重力做功为320J；(2) 拉力F的功率为20W；(3) 滑轮重为40N。