Question

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

動(dòng)滑輪重（或提升動(dòng)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(jī)械效率得到提高的主要原因是：

動(dòng)滑輪重不變（提升動(dòng)滑輪功一定），有用功增加

；
（4）不考慮繩重、軸摩擦，用兩個(gè)滑輪組分別提升同一重物G，測(cè)得甲圖中的動(dòng)滑輪重為G_甲，且G_甲：G=1：3；乙圖中的兩個(gè)動(dòng)滑輪總重為G_乙，且G_乙：G=2：3．通過(guò)計(jì)算可知：甲滑輪組的機(jī)械效率η_甲是乙滑輪組機(jī)械效率η_乙的

1.25

倍．

Answer 1

分析：（1）設(shè)計(jì)滑輪組的繞繩方法時(shí)，要用到每一只滑輪，可以從動(dòng)滑輪或動(dòng)滑輪開(kāi)始繞線，找到符合題意的方式．
（2）用這兩個(gè)滑輪組分別提升同一重物，做有用功相同，通過(guò)比較額外功的大小，得出影響機(jī)械效率的主要因素．
（3）用同一滑輪組提升不同重的物體時(shí)額外功相同，可以根據(jù)增大有用功來(lái)提高機(jī)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(dòng)滑輪做的功，根據(jù)效率公式分別表示出兩滑輪組的機(jī)械效率，進(jìn)一步結(jié)合動(dòng)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(gè)滑輪組分別提升同一重物，做有用功相同；
此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率取決于所做的額外功：即對(duì)繩重和繩與滑輪的摩擦以及提升動(dòng)滑輪做的功，而主要影響滑輪組機(jī)械效率的因素是對(duì)動(dòng)滑輪重（或提升動(dòng)滑輪的功）做的功．
（3）若用甲滑輪組提升更重的物體時(shí)，甲滑輪組的機(jī)械效率得到提高的主要原因是動(dòng)滑輪重不變（提升動(dòng)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(jī)械效率η=

W有

W總

=

Gh

(G+G動(dòng))h

=

G

G+G動(dòng)

，
∵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(dòng)滑輪重（或提升動(dòng)滑輪的功）；
（3）動(dòng)滑輪重不變（提升動(dòng)滑輪功一定），有用功增加；
（4）1.25．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑輪組的設(shè)計(jì)和組裝、影響滑輪組機(jī)械效率的因素、提高機(jī)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．