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：

（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】0.883.3%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）利用甲裝置做的有用功是：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；

又因為W額=G動h，所以，動滑輪的重力是：G動=W額/h=0.08J/0.1m=0.8N；

裝置甲的機械效率是：η=W有用/W總×100%=0.4J/0.48J×100%≈83.3%

（2）由計算結果知道，甲滑輪組的機械效率較高，故小馬的說法正確；這個實驗說明了影響滑輪組機械效率的因素有動滑輪的個數，盡可能的減小動滑輪的個數可以提高滑輪組的機械效率；

（3）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，動滑輪的個數相同，繩重和摩擦忽略不計，所以，額外功相等，由η=W有用/W總×100%知道兩者的機械效率應相同。