Question

小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”．两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确．（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示：

物理量   滑轮组	装置甲	装置乙
钩码重6/N	4	4
钩码上升高度h/m	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.6	1.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.4
机械效率η		71.4%

（1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是_____N，甲滑轮组的机械效率是_____；

（2）由计结果可以确定_______的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是_______，由此可知，可采用_______的方法来提高滑轮组的机械效率．

（3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率_____（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率．

Answer

0.8 83.3% 小马 动滑轮的个数 尽可能的减小动滑轮的个数 等于

【解析】

(1) [1] 由甲图及表格数据知道，甲装置的有用功是：

W有用 =Gh=4N×0.1m=0.4J；

总功是：

W总 =Fs=1.6N×0.3m=0.48J；

额外功是：

W额 =W总-W有用 =0.48J-0.4J=0.08J；

根据W额 =G动 h知道，动滑轮的重力是：

[2] 由知道，装置甲的机械效率是：

(2) [3] 由表格数据知道，甲乙装置中，甲的拉力较大，动滑轮的个数较少，动滑轮重力小，额外功少，滑轮组的机械效率较高，所以，小马的说法正确；

[4] 比较甲乙实验装置的实验数据知道，这影响滑轮组机械效率的因素是动滑轮的个数；

[5] 根据表格数据分析知道，应尽可能的减小动滑轮的个数，才可以提高滑轮组的机械效率；

(3) [6] 比较甲装置和丙装置知道，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由知道，两者的机械效率相同．