Question

如圖是測量滑輪組機(jī)械效率用的定滑輪和動(dòng)滑輪．欲使繞3股繩子，應(yīng)如何組裝，請把繩的繞法畫在圖上．如果G=100N，F(xiàn)=60N，則G_動(dòng)=

80N

[不計(jì)繩重和摩擦]
①此實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量是

物體重力

、

物體升高的距離

、

繩子自由端的拉力

、

繩子自由端移動(dòng)的距離

②為測上述物理量，需要使用的測量工具是

刻度尺

和

彈簧測力計(jì)

③如果物體重10牛，拉力為4牛，則該滑輪組的機(jī)械效率為

83.3%

[不計(jì)繩重和摩擦]
④如果用機(jī)械效率是80%的某滑輪提起重200牛的物體，實(shí)際所需的拉力是50牛，應(yīng)選用怎樣的滑輪組？畫出裝配圖．

Answer 1

分析：①由繩子的段數(shù)確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，然后繞出滑輪組．
不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，根據(jù)F=

1

3

（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力．
②探究滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，要測量物體的重力、物體升高的距離、繩子自由端的拉力，繩子自由端移動(dòng)的距離．求出有用功和總功，根據(jù)機(jī)械效率方式求出滑輪組的機(jī)械效率．
③物體升高的距離和繩子自由端移動(dòng)的距離要用刻度尺測量，物體的重力和繩子自由端的拉力要用彈簧測力計(jì)測量．
④知道物體重力和拉力大小，知道繩子的段數(shù)，根據(jù)η=

G

nF

求出滑輪組的機(jī)械效率．
⑤知道物體重力和拉力大小，知道滑輪組的機(jī)械效率，根據(jù)η=

G

nF

求出繩子的段數(shù)．根據(jù)繩子的段數(shù)確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，確定滑輪組的繞法．

解答：解：要有3段繩子承擔(dān)物體的重，有一個(gè)動(dòng)滑輪即可，繩子從動(dòng)滑輪開始繞起，如右圖．
不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，F(xiàn)=

1

3

（G+G_動(dòng)），
所以，60N=

1

3

（100N+G_動(dòng)）
所以G_動(dòng)=80N．
①因?yàn)棣?

W有

W總

=

Gh

Fs

，所以實(shí)驗(yàn)中需要測量物體的重力、物體升高的距離、繩子自由端的拉力，繩子自由端移動(dòng)的距離．
②物體升高的距離和繩子自由端移動(dòng)的距離要用刻度尺測量，物體的重力和繩子自由端的拉力要用彈簧測力計(jì)測量．所以實(shí)驗(yàn)中需要用到的測量工具是刻度尺和彈簧測力計(jì)．
③因?yàn)槲矬w有3段繩子承擔(dān)，所以s=3h，
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

G

3F

=

10N

3×4N

=83.3%．
④提起重200牛的物體，實(shí)際所需的拉力是50牛，滑輪組的械效率是80%，
η'=

W′有

W′總

=

G′h′

F′s′

=

G′

n′F′

=

200N

n×50N

=80%，
所以n'=5（段），
所以使用2個(gè)動(dòng)滑輪和2個(gè)定滑輪，從動(dòng)滑輪繞起，如圖．

故答案為：如上圖．80N；①物體重力；物體升高的距離；繩子自由端的拉力；繩子自由端移動(dòng)的距離；②刻度尺；彈簧測力計(jì)；③83.3%；④如上圖．

點(diǎn)評：（1）探究滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，可以測量物體的重力、物體升高的距離、繩子自由端的拉力，繩子自由端移動(dòng)的距離．也可以只測量物體的重力和繩子自由端的拉力，根據(jù)η=

G

nF

求出滑輪組的機(jī)械效率．
（2）不考慮繩重和摩擦?xí)r，F(xiàn)=

1

n

（G+G_動(dòng)）和η=

G

G+G動(dòng)

也是常用的公式．