Question

小明做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用右圖所示中的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)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？

Answer 1

【答案】分析：滑輪組使用時(shí)要最省力繩子股數(shù)應(yīng)最多，本題最多可以繞出4股繩子．
（1）利用公式η=求出F，再利用公式P=Fv求出繩子自由端移動(dòng)的速度v；
W_額外=G_動(dòng)h，W_有用=Gh，再利用η=求出動(dòng)滑輪重力G_動(dòng)．
（2）當(dāng)提升物體的重力減小時(shí)，有用功減小，額外功不變，故其機(jī)械效率減小，或找到機(jī)械效率的表達(dá)式，判斷出η的變化．
解答：解：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(kāi)始繞繩子，繞法如圖，繩子段數(shù)n=4．
（1）因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/20131104181010573903290/SYS201311041810105739032012_DA/2.png">所以拉力為
由于P=Fv所以繩子自由端移動(dòng)速度為
由于忽略摩擦及繩重，則
所以動(dòng)滑輪重
答：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）由于忽略摩擦及繩重，
所以當(dāng)提升的物體重力減小時(shí)，滑輪組機(jī)械效率減�。�
答：用此滑輪組提起小于3.6N的重物時(shí)，其機(jī)械效率將減�。�
點(diǎn)評(píng)：用滑輪組提升重物時(shí)，記住克服物體重力所做的功為有用功，克服摩擦及滑輪重力所做的功為額外功，有用功加額外功等于總功，有用功比總功等于機(jī)械效率．