Question

【題目】小馬和小李設計了如圖甲、乙所示兩種滑輪組來提升同一重物，在討論滑輪組機械效率時兩人產生了分歧，小馬認為：“甲滑輪組的動滑輪個數少，機械效率高”；小李卻認為：“乙滑輪組更省力，機械效率高”。兩人誰也說服不了誰，于是決定進行實驗來驗證自己的猜想是否正確。（所用每個滑輪的重相同，繩重和摩擦忽略不計），他們在實驗中得到的數據如下表所示：

物理量 滑輪組	裝置甲	裝置乙
鉤碼重6/N	4	4
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.6	1.4
繩端移動距離s/m	0.3	0.4
機械效率η		71.4%

（1）根據所測數據，請計算一個動滑輪的重力是_____N，甲滑輪組的機械效率是_____；

（2）由計結果可以確定_______的說法是正確的，這個實驗說明了影響滑輪組機械效率的因素是_______，由此可知，可采用_______的方法來提高滑輪組的機械效率。

（3）隨后小馬又設計了一個方案，如圖丙所示，你認為和圖甲裝置對比，在提升同一重物時，裝置丙的機械效率_____（選填“大于”“等于”或“小于”）裝置的機械效率。

Answer 1

【答案】0.8 83.3% 小馬 動滑輪的個數 盡可能的減小動滑輪的個數 等于

【解析】

(1) [1] 由甲圖及表格數據知道，甲裝置的有用功是：

W有用 =Gh=4N×0.1m=0.4J；

總功是：

W總 =Fs=1.6N×0.3m=0.48J；

額外功是：

W額 =W總-W有用 =0.48J-0.4J=0.08J；

根據W額 =G動 h知道，動滑輪的重力是：

[2] 由知道，裝置甲的機械效率是：

(2) [3] 由表格數據知道，甲乙裝置中，甲的拉力較大，動滑輪的個數較少，動滑輪重力小，額外功少，滑輪組的機械效率較高，所以，小馬的說法正確；

[4] 比較甲乙實驗裝置的實驗數據知道，這影響滑輪組機械效率的因素是動滑輪的個數；

[5] 根據表格數據分析知道，應盡可能的減小動滑輪的個數，才可以提高滑輪組的機械效率；

(3) [6] 比較甲裝置和丙裝置知道，繩子的有效股數相同、動滑輪的個數相同、物體的重力相等，繩子的纏繞方式不同，兩裝置中，提升相同的物體上升相同的高度時所做的有用功相同，動滑輪的個數和摩擦力的大小相同所做的額外功相等，由知道，兩者的機械效率相同。