Question

【題目】小明做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用圖中所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法．用此滑輪組將重為3.6N的物體勻速提起時(shí)，拉力的功率為0.36W，滑輪組的機(jī)械效率為75%．（忽略摩擦及繩重）
求：
（1）繩子自由端移動(dòng)的速度和動(dòng)滑輪的總重．
（2）若用此滑輪組提起小于3.6N的重物時(shí)，其機(jī)械效率將如何改變？說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】
（1）解：最省力時(shí)繞4股繩子，根據(jù)“奇動(dòng)偶定”法則，4股應(yīng)從定滑輪掛鉤上開(kāi)始繞繩子，繞法如圖，繩子段數(shù)n=4．

因滑輪組的機(jī)械效率η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%，

所以繩端的拉力：

F= = =1.2N，

由P= = =Fv可得，繩子自由端移動(dòng)速度：

v= = =0.3m/s，

由F= （G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的總重：

G動(dòng)=nF﹣G=4×1.2N﹣3.6N=1.2N

；

（2）解：由于忽略摩擦及繩重，則滑輪組的機(jī)械效率：

η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%，

當(dāng)提升的物體重力減小時(shí)，滑輪組機(jī)械效率減小

【解析】滑輪組使用時(shí)要最省力繩子股數(shù)應(yīng)最多，本題最多可以繞出4股繩子．（1）利用公式η= ×100%求出F，再利用公式P=Fv求出繩子自由端移動(dòng)的速度v，忽略摩擦及繩重，根據(jù)F= （G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的總重；（2）當(dāng)提升物體的重力減小時(shí)，有用功減小，額外功不變，故其機(jī)械效率減小，或找到機(jī)械效率的表達(dá)式，判斷出η的變化．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解滑輪（組）的機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)，掌握關(guān)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)．