Question

在不計繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻速提升物體，下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時采集到的信息：

物體所受 重力G/N	作用在繩子自由端的拉力F/N	滑輪組做的有用功W有用/J	拉力做的總功 W總/J
400	250	800	1000

（1）該滑輪組的機械效率多大？
（2）通過計算確定該滑輪組提起物體的繩子段數(shù)，并在圖中畫出該滑輪組的繞線圖．
（3）若用此滑輪組提升小于400N的重物時，其機械效率將如何改變？簡要說明理由．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)公式η=

W有用

W總

求出滑輪組的機械效率；
（2）要確定滑輪組的構成，先要判斷出滑輪組中承重繩子的段數(shù)；首先根據(jù)表格中有用功和總功的數(shù)據(jù)，利用s=

W

F

和h=

W有用

G

求出繩端自由移動距離和物體被提升的高度，兩者的比值即為所求的繩子段數(shù)．然后根據(jù)奇動偶定的原則確定繩子繞法．
（3）根據(jù)公式η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+G動h

=

G

G+G動

=

1

1+ G動 G

可以分析出滑輪組機械效率和物重的關系．

解答：解：（1）滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

=

800J

1000J

=80%；
（2）由表格數(shù)據(jù)知：
物體升高的高度：h=

W有用

G

=

800J

400N

=2m，
繩子自由端移動的距離：s=

W總

F

=

1000J

250N

=4m，
所以繩子段數(shù)：n=

s

h

=

4m

2m

=2，
根據(jù)奇動偶定的原則繩子應固定在定滑輪上，繞線如下圖：

（3）若用此滑輪組提升小于400N的重物時，其機械效率將減小．
理由是：根據(jù)公式η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+G動h

=

G

G+G動

=

1

1+ G動 G

可以知道，動滑輪重不變，物重減小時，滑輪組的機械效率也會減�。�
答：（1）滑輪組的機械效率為80%；
（2）繩子的段數(shù)為2段；繞線如上圖；
（3）若用此滑輪組提升小于400N的重物時，其機械效率將減��；
理由是：根據(jù)公式η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+G動h

=

G

G+G動

=

1

1+ G動 G

可以知道，動滑輪重不變，物重減小時，滑輪組的機械效率也會減�。�

點評：會設計組裝滑輪組，會熟練利用功和機械效率的計算公式進行計算和分析．