Question

（2013?青島）問題解決---測量滑輪組機械效率：
小雨用如圖滑輪組將一個重物A提起，他想知道此時滑輪組的機械效率．現在他身邊除了重物A，兩個相同的滑輪、細繩外，還有3只相同的小桶和若干相同的小鐵釘．
（1）請你推導出測量此時滑輪組機械效率的數學表達式（不計繩重和摩擦）；
（2）請你說明測量步驟（請配圖說明，圖畫在方框內）

Answer 1

分析：（1）根據功的計算公式求出有用功與總功，然后由效率公式求出滑輪組效率．
（2）利用小桶、釘子、滑輪，根據平衡條件設計實驗．

解答：答：（1）設每個釘子的重力為G₀，滑輪組的效率：
η=

W有

W總

=

GA

GA+G動滑輪

=

G釘1

G釘1+G釘2

=

n1G0

n1G0+n2G0

=

n1

n1+n2

；
（2）①如圖1所示，將小桶、重物A掛在定滑輪兩邊，在右邊小桶中加小鐵釘直到定滑輪平衡，數出所加小鐵釘數n₁；
②如圖2所示，在定滑輪左邊掛一個滑輪和小桶，在右邊小桶中加小鐵釘直到定滑輪平衡，數出所加小鐵釘數n₂；
③將上述數據代入公式η=

n1

n1+n2

中，求出如圖3所示滑輪組的效率．

點評：本題考查了實驗設計，難度較大，知道實驗原理是正確解題的關鍵．