Question

小強在測滑輪組的機械效率時，記錄了如下的實驗數據：（不計繩重和摩擦）
（1）根據上表的數據可以計算出滑輪組的機械效率為

80%

．
（2）請幫助小強在圖中畫出該滑輪組的繞線方式．
（3）當動滑輪重為

2

N時，使用該滑輪組提起2N重的鉤碼剛好不省力．

鉤碼重 力G/N	鉤碼上升 高度h/m	動滑輪 重G/N	繩子自由端 移動距離s/m
2	0.1	0.5	0.2

（4）寫一條提高該滑輪組的機械效率的措施：

增大物重

．

Answer 1

分析：（1）根據W=Gh、W=G_動h求出有用功和額外功，再求出總功，滑輪組的機械效率是有用功與總功之比；
（2）根據s=nh求出繩子股數，再根據奇動偶定的原則來繞制滑輪組；
（3）根據F=

1

2

（G+G_動）求出動滑輪重．
（4）根據公式η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Gh+G動h

=

1

1+ G動 G

可以分析出影響滑輪組機械效率的因素．

解答：解：（1）拉力做的有用功：
W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，
拉力做的額外功：
W_額=G_動h=0.5N×0.1=0.05J，
拉力做的總功：
W_總=W_有用+W_額=0.2J+0.05J=0.25J，
滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

0.2J

0.25J

×100%=80%；
（2）由s=nh可知，繩子的股數n=

s

h

=

0.2m

0.1m

=2，根據奇動偶定的原則，繩子固定在定滑輪上，繞制如下：

（3）因為此滑輪組由兩端繩子承擔物重，F=

1

2

（G+G_動），所以當動滑輪重力與物體重力相等時，剛好不省力，即動滑輪重也是2N時不省力；
（4）根據公式η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Gh+G動h

=

1

1+ G動 G

可知，要提高滑輪組的機械效率可以增大物重或減小動滑輪重．
故答案為：（1）80%；（2）見上圖；（3）2；（4）增大物重．

點評：對于改變滑輪組機械效率的方法，有兩種情況：一是減輕動滑輪質量，或是加潤滑油以減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加重物的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率．