三、实验题
小马和小李设计了如图甲、乙所示的两种滑轮组来提升同样的钩码,在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧,小马认为“甲滑轮组的动滑轮个数少,机械效率高”,小李却认为“乙滑轮组更省力,机械效率高”。两人谁也说服不了谁,于是决定进行实验来验证各自的猜想是否正确。他们所用每个滑轮的重力均相同,绳重和摩擦忽略不计。他们在实验中得到的数据如下表所示。
| 物理量 | 滑轮组甲 | 滑轮组乙 |
|--------------------|----------|----------|
| 钩码重$G/\mathrm{N}$ | 4 | 4 |
| 钩码上升高度$h/\mathrm{m}$ | 0.1 | 0.1 |
| 绳端拉力$F/\mathrm{N}$ | 1.6 | 1.4 |
| 绳端移动距离$s/\mathrm{m}$ | 0.3 | 0.4 |
| 机械效率$\eta$ | | 71.4% |

(1)根据所测数据,一个动滑轮的重力是N,甲滑轮组的机械效率是。
(2)由计算结果可以确定的说法是正确的,这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是,由此可知,可采用的方法来提高滑轮组的机械效率。
(3)随后小马又设计了一个方案,如图丙所示,你认为和甲滑轮组对比,在提升同一重物时,丙滑轮组的机械效率(选填“大于”“等于”或“小于”)甲滑轮组的机械效率。

(1)0.8 83.3%
(2)小马 动滑轮的个数 尽可能地减少动滑轮的个数
(3)等于

四、计算题
在某大桥的施工过程中,起重机将质量为$4.5×10^{3}\ \mathrm{kg}$的钢材沿竖直方向匀速提升了2 m,而它的电动机所做的功是$2×10^{5}\ \mathrm{J}$。求:($g$取10 N/kg)
(1)起重机对钢材所做的有用功。
(2)起重机的机械效率。

解:(1)钢材的重力
$G=mg=4.5×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4.5×10^4\ \mathrm{N}$,
起重机对钢材所做的有用功
$W_{有用}=Gh=4.5×10^4\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=9×10^4\ \mathrm{J}$。
(2)由题知,电动机做的总功
$W_{总}=2×10^5\ \mathrm{J}$,
则起重机的机械效率
$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}=\dfrac{9×10^4\ \mathrm{J}}{2×10^5\ \mathrm{J}}=45\%$。
答:(1)起重机对钢材所做的有用功为$9×10^4\ \mathrm{J}$。
(2)起重机的机械效率为45%。