Question

某同学在研究机械效率的时候，记录了如下表的数据，请你根据表中数据进行分析：

实验次数	物重/N	物体升高的高度/m	拉力/N	自由端下拉的距离/m
1	8	0.5	4	2
2	12	0.5	5	2
3	24	0.5	8	2

（1）请本别计算出三次实验中滑轮组的机械效率．
（2）你认为上面实验中，滑轮组机械效率的大小与物重有什么关系？
（3）如果不计摩擦和绳重，请你计算出动滑轮的重力是多少？

Answer 1

分析：（1）根据功的计算公式W=Fs分别求出有用功与总功，然后由效率公式求出滑轮组的机械效率．
（2）分析三组实验的机械效率与物重的关系，然后得出结论．
（3）根据物体上升的高度与绳子自由端移动的距离，求出承重绳子的有效股数n，
然后根据滑轮组的拉力公式F=

G物+G动滑轮

n

的变形公式求出动滑轮的重力．

解答：解：（1）由表中实验数据可知，有用功：
W₁=G₁h₁=8N×0.5m=4J，
W₂=G₂h₂=12N×0.5m=6J，
W₃=G₃h₃=24N×0.5m=12J，
拉力做的总功：
W_1总=F₁s₁=4N×2m=8J，
W_2总=F₂s₂=5N×2m=10J，
W_3总=F₃s₃=8N×2m=16J，
滑轮组的效率：
η₁=

W1

W1总

×100%=

4J

8J

×100%=50%，
η₂=

W2

W2总

×100%=

6J

10J

×100%=60%，
η₃=

W3

W3总

×100%=

12J

16J

×100%=75%；
（2）由实验数据可知，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高．
（3）由表中实验数据可知，
物体上升的高度h=0.5m，
绳子自由端移动的距离s=2m，
则滑轮组承重绳子的有效股数：
n=

s

h

=

2m

0.5m

=4；
∵绳子拉力F=

G物+G动滑轮

n

，
∴动滑轮的重力G_动滑轮=nF-G_物，
G_动滑轮1=nF₁-G_物1=4×4N-8N=8N，
（或G_动滑轮2=nF₂-G_物2=4×5N-12N=8N，
G_动滑轮3=nF₃-G_物3=4×8N-24N=8N）；
答：（1）三次实验中滑轮组的机械效率分别是50%、60%、75%．
（2）滑轮组机械效率的大小与物重的关系是：物体重力越大，滑轮组的机械效率越高．
（3）动滑轮的重力时8N．

点评：本题考查了求滑轮组的效率、分析滑轮组的效率与物重的关系、动滑轮的重力等问题，考查的问题较多，但难度不是很大，熟练应用基础知识、认真计算，即可正确解题．