Question

【題目】小明和小剛設計了如圖甲、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，小明認為：“甲滑輪組的動滑輪個數少，機械效率高”；小剛卻認為：“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：

	裝置甲	裝置乙
鉤碼重G/N	4	4
鉤碼上升的高度h/m	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.6	1.4
繩端移動的距離s/m	0.3	0.4
機械效率η		71.4%

（1）實驗中，沿豎直方向____________拉動彈簧測力計，使物體緩緩上升。

（2）甲滑輪組的機械效率是__________________。（保留一位小數）

（3）由計算結果可以確定_____的說法是正確的（填“小明”或“小剛”），由實驗可得出結論： _____。

（4）隨后小明又設計了一個方案，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”）裝置甲的機械效率。

Answer 1

【答案】勻速 83.3% 小明 提升的物重相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低 等于

【解析】

(1)[1]實驗中，沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，此時系統處于平衡狀態，測力計示數等于拉力大小。
(2)[2]甲滑輪組的機械效率是

(3)[3] [4]乙實驗的機械效率為

71.4%＜83.3%

故可以確定小明的說法是正確的。由實驗可得出結論：提升的物重相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低。
(4)[5]不計繩重和摩擦，克服動滑輪自重做的功為額外功的唯一來源

因兩實驗中提升物體的重力相同，動滑輪重力相同，故裝置丙的機械效率等于裝置甲的機械效率。