Question

某同學在研究機械效率的時候，記錄了如下表的數據，請你根據表中數據進行分析：

實驗次數	物重/N	物體升高的高度/m	拉力/N	自由端下拉的距離/m
1	8	0.5	4	2
2	12	0.5	5	2
3	24	0.5	8	2

（1）請本別計算出三次實驗中滑輪組的機械效率．
（2）你認為上面實驗中，滑輪組機械效率的大小與物重有什么關系？
（3）如果不計摩擦和繩重，請你計算出動滑輪的重力是多少？

Answer 1

分析：（1）根據功的計算公式W=Fs分別求出有用功與總功，然后由效率公式求出滑輪組的機械效率．
（2）分析三組實驗的機械效率與物重的關系，然后得出結論．
（3）根據物體上升的高度與繩子自由端移動的距離，求出承重繩子的有效股數n，
然后根據滑輪組的拉力公式F=

G物+G動滑輪

n

的變形公式求出動滑輪的重力．

解答：解：（1）由表中實驗數據可知，有用功：
W₁=G₁h₁=8N×0.5m=4J，
W₂=G₂h₂=12N×0.5m=6J，
W₃=G₃h₃=24N×0.5m=12J，
拉力做的總功：
W_1總=F₁s₁=4N×2m=8J，
W_2總=F₂s₂=5N×2m=10J，
W_3總=F₃s₃=8N×2m=16J，
滑輪組的效率：
η₁=

W1

W1總

×100%=

4J

8J

×100%=50%，
η₂=

W2

W2總

×100%=

6J

10J

×100%=60%，
η₃=

W3

W3總

×100%=

12J

16J

×100%=75%；
（2）由實驗數據可知，物體重力越大，滑輪組的機械效率越高．
（3）由表中實驗數據可知，
物體上升的高度h=0.5m，
繩子自由端移動的距離s=2m，
則滑輪組承重繩子的有效股數：
n=

s

h

=

2m

0.5m

=4；
∵繩子拉力F=

G物+G動滑輪

n

，
∴動滑輪的重力G_動滑輪=nF-G_物，
G_動滑輪1=nF₁-G_物1=4×4N-8N=8N，
（或G_動滑輪2=nF₂-G_物2=4×5N-12N=8N，
G_動滑輪3=nF₃-G_物3=4×8N-24N=8N）；
答：（1）三次實驗中滑輪組的機械效率分別是50%、60%、75%．
（2）滑輪組機械效率的大小與物重的關系是：物體重力越大，滑輪組的機械效率越高．
（3）動滑輪的重力時8N．

點評：本題考查了求滑輪組的效率、分析滑輪組的效率與物重的關系、動滑輪的重力等問題，考查的問題較多，但難度不是很大，熟練應用基礎知識、認真計算，即可正確解題．