Question

18．小明同學(xué)做滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的甲、乙兩滑輪組提升同一重物．若物重為120N，每個動滑輪重20N，摩擦及繩重不計．
（1）通過計算比較甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率；
（2）若甲掛的重物為180N，它的機(jī)械效率為多少？
（3）通過計算你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？

Answer 1

分析 先利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{輪}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{輪}}$求出兩滑輪組的機(jī)械效率；然后比較η_甲、η_乙，η′_甲、η_甲的大小關(guān)系得出結(jié)論．

解答 解：
（1）摩擦及繩重不計，甲滑輪組的機(jī)械效率：
η_甲=$\frac{{W}_{有用甲}}{{W}_{總甲}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{輪}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{輪}}$=$\frac{120N}{120N+20N}$≈85.7%；
η_乙=$\frac{{W}_{有用乙}}{{W}_{總乙}}$=$\frac{Gh}{（G+2{G}_{輪}）h}$=$\frac{G}{G+2{G}_{輪}}$=$\frac{120N}{120N+2×20N}$=75%；
可見η_甲＞η_乙；
（2）η′_甲=$\frac{W{′}_{有用甲}}{W{′}_{總甲}}$=$\frac{G′}{G′+{G}_{輪}}$=$\frac{180N}{180N+20N}$=90%；
（3）由η_甲＞η_乙可得，提升同樣的重物，使用的動滑輪個數(shù)越多、越省力，但機(jī)械效率越低；
由η′_甲＞η_甲可得，使用同一滑輪組，所提重物越重，機(jī)械效率越高．
答：（1）通過計算得出甲滑輪組的機(jī)械效率高于乙滑輪組的機(jī)械效率；
（2）若甲掛的重物為180N，它的機(jī)械效率為75%；
（3）通過計算發(fā)現(xiàn)的規(guī)律：①提升同樣的重物，使用的動滑輪個數(shù)越多、越省力，但機(jī)械效率越低；②使用同一滑輪組，所提重物越重，機(jī)械效率越高．

點(diǎn)評 本題考查了使用滑輪組機(jī)械效率的計算，記住規(guī)律：①提升同樣的重物，使用的動滑輪個數(shù)越多、越省力，但機(jī)械效率越低；②使用同一滑輪組，所提重物越重，機(jī)械效率越高．