Question

張明同學用如圖所示的滑輪組做“測滑輪組的機械效率”的實驗時，拉線的繞法如圖所示．每個鉤碼重均為0.5N，將鉤碼勻速向上提升20cm，彈簧測力計移動的距離為60cm，彈簧測力計的示數為1N，問：
（1）在實驗過程中，對鉤碼做的有用功是多少？
（2）滑輪組的機械效率是多少？
（3）為什么總功總是大于有用功？

Answer 1

分析：使用滑輪組時，提起重物做的功是有用功，拉力做的功是總功，找準有用功和總功，利用公式可求出機械效率；滑輪組在使用時一定會有額外功．

解答：解：（1）對鉤碼做的有用功：W_有=Gh=4×0.5N×0.2m=0.4J；
（2）拉力做的總功：W_總=Fs=1N×0.6m=0.6J；
滑輪組的機械效率η=

W有

W總

=

0.4J

0.6J

=66.7%；
（3）滑輪組在使用時，繩子與滑輪間一定存在摩擦，并且動滑輪也受到重力，因此額外功一定存在，所以總功一定大于有用功．
答：（1）在實驗過程中，對鉤碼做的有用功是0.4J；
（2）滑輪組的機械效率是66.7%；
（3）滑輪組在使用時，繩子與滑輪間一定存在摩擦，并且動滑輪也受到重力，因此額外功一定存在，所以總功一定大于有用功．

點評：滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關．要提高機械效率，應盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．