Question

如圖所示，某同學做測定滑輪組的機械效率實驗時，第一次用圖甲的裝置，第二次用圖乙的裝置，若每個滑輪的重力都相等，兩次實驗中所提升的重物G是同樣的鉤碼，則：
（1）裝置圖

乙

所示的滑輪組更省力；
（2）裝置圖

甲

所示的滑輪組的機械效率高，這是因為

甲滑輪組中動滑輪的重力小，做的額外功少

．
（3）如果兩次實驗中所提鉤碼G的重力都是4N，鉤碼勻速上升時，彈簧秤的示數分別是F_甲=1.5N，F_乙=1.2N，那么這兩個滑輪組的機械效率分別是η_甲=

88.9%

，η_乙=

66.7%

．

Answer 1

分析：（1）在不計繩重及摩擦的情況下，動滑輪由幾股繩子承擔，繩子上的力就是物體和動滑輪總重的幾分之一；繩端移動的距離就是重物上升高度的幾倍．
（2）提高機械效率的方法：額外功相同時，增大有用功；有用功相同時，減小額外功；即若使用同一滑輪組，所提升的重物相同時，所做的額外功越少，機械效率越低． 
（3）根據機械效率的計算公式η=

Gh

Fs

，求出這兩個滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）由圖可知：甲滑輪組有3段繩子承擔物重，而乙滑輪組有5段繩子，乙滑輪組承擔的繩子股數多，拉力就越小越省力；
（2）使用滑輪組時，做的有用功相同時，甲滑輪組中動滑輪的重力小與乙滑輪組中動滑輪的重力，做的額外功少，因此機械效率就會高．
（3）由s=nh可知：
η=

Gh

Fs

=

G

nF

甲滑輪組的機械效率：
η_甲=

G

n甲F甲

=

4N

3×1.5N

=88.9%
乙滑輪組的機械效率：
η_乙=

G

n乙F乙

=

4N

5×1.2N

=66.7%
故答案為：（1）乙；（2）甲；甲滑輪組中動滑輪的重力小，做的額外功少；（3）88.9%；66.7%．

點評：本題考查了提高滑輪組機械效率的方法和滑輪組機械效率的計算，解決本題的關鍵是知道滑輪組的工作特點．