Question

【題目】在測“滑輪組機械效率”的實驗中，瑞瑞同學在與動滑輪相切的細繩上作一標記A，然后用大小為F的拉力勻速豎直向上提升總重為G的鉤碼，當鉤碼上升的高度為H時。瑞瑞同學在與動滑輪相切的細繩上作另一標記B，并測得A、B兩點間的距離為2H，如圖所示。求：(不計摩擦與繩重)

(1)動滑輪的重力G1；

(2)滑輪組的機械效率；

(3)如果減少鉤碼的個數，滑輪組的機械效率會如何變化？

Answer 1

【答案】(1) 3F－G；(2)×100%；(3)降低。

【解析】（1）由圖知道，物體由三段繩子承擔，所以物體升高H，繩子自由端移動的距離是：s=3H，因為拉力F=（G+G1）/3，所以動滑輪重力是：G1 =3F-G；

（2）拉力做的有用功是：W有 =GH，總功是：W總=Fs=F×3H=3FH，

所以，滑輪組的機械效率是：η=W有/W總×100%=GH/3FH×100%=G/3F×100%；

（3）因為滑輪組的機械效率η=W有/W總=W有/W有+W額，若減少鉤碼的個數，則有用功減小，額外功不變，所以有用功在總功中所占的比值減小，即機械效率降低。