Question

如圖甲、乙所示，研究“兩定一動”和“一定兩動”滑輪組的機械效率，請你：
（1）在圖乙上畫出滑輪組的繞線方法（所給滑輪都用上）；
（2）如果用這兩個滑輪組分別提升同一重物，你認(rèn)為影響滑輪組機械效率的主要原因是：

動滑輪重（或提升動滑輪的功）

；
（3）若用甲滑輪組提升更重的物體，則甲滑輪組的機械效率得到提高的主要原因是：

動滑輪重不變（提升動滑輪功一定），有用功增加

；
（4）不考慮繩重、軸摩擦，用兩個滑輪組分別提升同一重物G，測得甲圖中的動滑輪重為G_甲，且G_甲：G=1：3；乙圖中的兩個動滑輪總重為G_乙，且G_乙：G=2：3．通過計算可知：甲滑輪組的機械效率η_甲是乙滑輪組機械效率η_乙的

1.25

倍．

Answer 1

分析：（1）設(shè)計滑輪組的繞繩方法時，要用到每一只滑輪，可以從動滑輪或動滑輪開始繞線，找到符合題意的方式．
（2）用這兩個滑輪組分別提升同一重物，做有用功相同，通過比較額外功的大小，得出影響機械效率的主要因素．
（3）用同一滑輪組提升不同重的物體時額外功相同，可以根據(jù)增大有用功來提高機械效率．
（4）不考慮繩重、軸摩擦?xí)r，滑輪組做的有用功為提升重物做的功，總功為提升重物和動滑輪做的功，根據(jù)效率公式分別表示出兩滑輪組的機械效率，進(jìn)一步結(jié)合動滑輪與物重之間的關(guān)系得出它們的效率關(guān)系．

解答：解：（1）圖乙上滑輪組的繞線如下圖乙所示：

（2）用這兩個滑輪組分別提升同一重物，做有用功相同；
此時滑輪組的機械效率取決于所做的額外功：即對繩重和繩與滑輪的摩擦以及提升動滑輪做的功，而主要影響滑輪組機械效率的因素是對動滑輪重（或提升動滑輪的功）做的功．
（3）若用甲滑輪組提升更重的物體時，甲滑輪組的機械效率得到提高的主要原因是動滑輪重不變（提升動滑輪功一定），有用功增加．
（4）不考慮繩重、軸摩擦?xí)r，滑輪組的機械效率η=

W有

W總

=

Gh

(G+G動)h

=

G

G+G動

，
∵G_甲：G=1：3，G_乙：G=2：3；
∴η_甲=

G

G+G甲

=

G

G+ 1 3 G

=

3

4

，η_乙=

G

G+G乙

=

G

G+ 2 3 G

=

3

5

；
∴

η甲

η乙

=

3 4

3 5

=

5

4

=1.25．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）動滑輪重（或提升動滑輪的功）；
（3）動滑輪重不變（提升動滑輪功一定），有用功增加；
（4）1.25．

點評：本題考查了滑輪組的設(shè)計和組裝、影響滑輪組機械效率的因素、提高機械效率的方法等，不考慮繩重、軸摩擦?xí)r，分清有用功和總功是解決本題的關(guān)鍵．