Question

小明做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用圖中所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。用此滑輪組將重為3.6N的物體勻速提起時(shí)，拉力的功率為0.36W，滑輪組的機(jī)械效率為75%。（忽略摩擦及繩重）求：

（1）繩子自由端移動(dòng)的速度和動(dòng)滑輪的總重。

（2）若用此滑輪組提起小于3.6N的重物時(shí)，其機(jī)械效率將如何改變？說明理由。

 

Answer 1

【答案】

(6分，每小題2分) 連圖略（2分） （1）0.3m/s   1.2N（各1分）  （2）變小  由于額外功不變，但有用功變小（各1分）

【解析】

試題分析：滑輪組使用時(shí)要最省力，則繩子的有效股數(shù)應(yīng)最多，本題最多可以繞出4股繩子。最省力時(shí)繞4股繩子，根據(jù)“奇動(dòng)偶定”法則，4股應(yīng)從定滑輪掛鉤上開始繞繩子，繞法如圖，繩子段數(shù)n=4。

（1）滑輪組的機(jī)械效率：

，

解得：F=1.2N，

繩子自由端移動(dòng)的速度：

，

∵，

∴G_動(dòng)=nF-G_物=4×1.2N-3.6N=1.2N；

（2）若用此滑輪組提起3N的重物時(shí)，繩子的拉力：

，

此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：．

答：如上圖所示；

（1）繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3m/s，動(dòng)滑輪的總重為1.2N．

（2）若用此滑輪組提起3N的重物時(shí)，其機(jī)械效率約為71.4%．

考點(diǎn)：此題考查的是滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算。

點(diǎn)評(píng)：在此題中運(yùn)用了滑輪組拉力、速度、動(dòng)滑輪重力、機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是滑輪組公式η=和F=G_物+G_動(dòng)）的靈活運(yùn)用。