Question

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

80N

[不計繩重和摩擦]
①此實驗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

③如果物體重10牛，拉力為4牛，則該滑輪組的機械效率為

83.3%

[不計繩重和摩擦]
④如果用機械效率是80%的某滑輪提起重200牛的物體，實際所需的拉力是50牛，應選用怎樣的滑輪組？畫出裝配圖．

Answer 1

分析：①由繩子的段數確定動滑輪的個數，然后繞出滑輪組．
不計繩重和摩擦時，根據F=

1

3

（G+G_動）求出動滑輪的重力．
②探究滑輪組的機械效率時，要測量物體的重力、物體升高的距離、繩子自由端的拉力，繩子自由端移動的距離．求出有用功和總功，根據機械效率方式求出滑輪組的機械效率．
③物體升高的距離和繩子自由端移動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測量．
④知道物體重力和拉力大小，知道繩子的段數，根據η=

G

nF

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

G

nF

求出繩子的段數．根據繩子的段數確定動滑輪的個數，確定滑輪組的繞法．

解答：解：要有3段繩子承擔物體的重，有一個動滑輪即可，繩子從動滑輪開始繞起，如右圖．
不計繩重和摩擦時，F=

1

3

（G+G_動），
所以，60N=

1

3

（100N+G_動）
所以G_動=80N．
①因為η=

W有

W總

=

Gh

Fs

，所以實驗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，繩子自由端移動的距離．
②物體升高的距離和繩子自由端移動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測量．所以實驗中需要用到的測量工具是刻度尺和彈簧測力計．
③因為物體有3段繩子承擔，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個動滑輪和2個定滑輪，從動滑輪繞起，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；繩子自由端移動的距離；②刻度尺；彈簧測力計；③83.3%；④如上圖．

點評：（1）探究滑輪組的機械效率時，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η=

G

nF

求出滑輪組的機械效率．
（2）不考慮繩重和摩擦時，F=

1

n

（G+G_動）和η=

G

G+G動

也是常用的公式．