Question

如圖所示，是小賓同學測定滑輪組機械效率的裝置．
（1）小賓同學實驗中測量的有關數據如下表，請你根據表中數據畫出實驗中滑輪組的繞線，并填好下表的空格

次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	拉力F/N	細線自由端移動的距離S/m	機械效率η/100%
1	1.0	0.2	0.8	0.4
2	3.0	0.3		0.6	75

（2）請根據實驗結論及相關知識判斷，下列說法正確的是（

 

）
A．滑輪組的機械效率大小只取決于摩擦及動滑輪的重力，與被提物重無關
B．對同一滑輪組，所提物體重力越小，機械效率越高
C．在不計繩重及摩擦時，機械效率的大小與繩子的繞法無關
D．滑輪組的機械效率越高，所做的有用功就多．

Answer 1

分析：（1）鉤碼上升的高度h，細線自由端移動的距離S，它們之間的關系是S=nh，則n=

S

h

，n為與動滑輪相連的繩子段數，然后根據“奇動偶定”的原則開始繞線；
（2）滑輪組做的有用功是鉤碼重和上升高度的乘積，即W_有用=Gh；總功是拉力和細繩自由端移動的距離的乘積，即W_總=FS；機械效率等于有用功和總功的比值，η=

W有用

W總

；
（3）影響滑輪組機械效率的因素有提升物體的重力、動滑輪重力、繩子的重力及摩擦，同一滑輪組提升物體重力越大，機械效率越大．

解答：解：（1）與動滑輪相連的繩子段數n=

S

h

=

0.4m

0.2m

=2，為偶數，從定滑輪掛鉤開始繞線，如下圖；
（2）①根據滑輪組機械效率計算公式η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

1.0N×0.2m

0.8N×0.4m

×100%=62.5%；
②根據η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

得，拉力的大小F=

Gh

ηS

=

3.0N×0.3m

75%×0.6m

=2N．
（3）A、滑輪組的機械效率除與摩擦及動滑輪的重力有關之外，還與被提物重有關，因此該選項錯誤；
B、同一滑輪組，所提物體重力越小，機械效率越小，該選項錯誤；
C、影響滑輪組機械效率的因素有提升物體的重力、動滑輪重力、繩子的重力及摩擦；不計繩重及摩擦時，機械效率的大小與提升物體的重力和動滑輪重力有關，與繩子的繞法無關，該選項正確；
D、滑輪組的機械效率越高，所做的有用功不一定就越多，只是有用功在總功中占得比例變大了．
故答案為：（1）繞線如下圖：62.5、2；（2）C．

點評：（1）“n”表示承擔物重的繩子股數，是與動滑輪相連的繩子的股數，包括連在動滑輪的掛鉤（或邊框）及從動滑輪引出的拉繩的自由端，如“n”是奇數，從動滑輪連起；如“n”是偶數，從定滑輪連起，簡稱“奇動偶定”；
（2）滑輪組做的有用功是提升物體重力做的功，額外功是克服動滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功；
（3）提升的物體重力增大，有用功增大，額外功基本不變，有用功在總功中占得比值增大，機械效率變大．