Question

【題目】用如圖甲所示的裝置探究滑輪組的機械效率η與動滑輪重G動的關系：（忽略繩重和摩擦）

（1）實驗時，應________豎直向下拉動彈簧測力計；

（2）若重物以0.1m/s的速度勻速上升，則彈簧測力計豎直向下移動的速度為________m/s

（3）改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出如圖乙所示的圖象，分析可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越________．

（4）分析圖象中的A點可知，被提升物體所受的重力為________N．

（5）某同學想進一步探究滑輪組的機械效率η是否與承擔動滑輪的繩子的段數有關，請在丙圖中畫出最省力的繩子的繞法．

（______）

Answer 1

【答案】勻速 0.2 低 3

【解析】

（1）根據二力平衡的條件，實驗時，應勻速豎直向下拉動彈簧測力計，此時處于平衡狀態，測力計示數才等于拉力的大小；

（2）由圖可在，繩子的有效段數為n=2，因繩子自由端移動的距離是物體升高的高度的２倍，若重物以0.1m/s的速度勻速上升，則彈簧測力計豎直向下移動的速度為：v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s；

（3）改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出如圖乙所示的圖象，分析可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低；

（4）分析圖象中的A點可知，動滑輪的重G動=1N，對應的機械效率η=75%，設物體提升的高度為h，W有=Gh，因忽略繩重和摩擦，額外功是克服動滑輪的重做的功，W額外=G動h，

故機械效率：，即，

解得：G=3N。

（5）由一個動滑輪和一定滑輪組成的滑輪組，當有效段數為3時，即為最省力的繩子的繞法，根據“偶定奇動”的廬江，繩子的一端先從動滑輪連起，如圖：