Question

如图甲、乙所示，研究“两定一动”和“一定两动”滑轮组的机械效率，请你：
（1）在图乙上画出滑轮组的绕线方法（所给滑轮都用上）；
（2）如果用这两个滑轮组分别提升同一重物，你认为影响滑轮组机械效率的主要原因是：______；
（3）若用甲滑轮组提升更重的物体，则甲滑轮组的机械效率得到提高的主要原因是：______；
（4）不考虑绳重、轴摩擦，用两个滑轮组分别提升同一重物G，测得甲图中的动滑轮重为G_甲，且G_甲：G=1：3；乙图中的两个动滑轮总重为G_乙，且G_乙：G=2：3．通过计算可知：甲滑轮组的机械效率η_甲是乙滑轮组机械效率η_乙的______倍．

Answer 1

【答案】分析：（1）设计滑轮组的绕绳方法时，要用到每一只滑轮，可以从动滑轮或动滑轮开始绕线，找到符合题意的方式．
（2）用这两个滑轮组分别提升同一重物，做有用功相同，通过比较额外功的大小，得出影响机械效率的主要因素．
（3）用同一滑轮组提升不同重的物体时额外功相同，可以根据增大有用功来提高机械效率．
（4）不考虑绳重、轴摩擦时，滑轮组做的有用功为提升重物做的功，总功为提升重物和动滑轮做的功，根据效率公式分别表示出两滑轮组的机械效率，进一步结合动滑轮与物重之间的关系得出它们的效率关系．
解答：解：（1）图乙上滑轮组的绕线如下图乙所示：

（2）用这两个滑轮组分别提升同一重物，做有用功相同；
此时滑轮组的机械效率取决于所做的额外功：即对绳重和绳与滑轮的摩擦以及提升动滑轮做的功，而主要影响滑轮组机械效率的因素是对动滑轮重（或提升动滑轮的功）做的功．
（3）若用甲滑轮组提升更重的物体时，甲滑轮组的机械效率得到提高的主要原因是动滑轮重不变（提升动滑轮功一定），有用功增加．
（4）不考虑绳重、轴摩擦时，滑轮组的机械效率η===，
∵G_甲：G=1：3，G_乙：G=2：3；
∴η_甲===，η_乙===；
∴===1.25．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）动滑轮重（或提升动滑轮的功）；
（3）动滑轮重不变（提升动滑轮功一定），有用功增加；
（4）1.25．
点评：本题考查了滑轮组的设计和组装、影响滑轮组机械效率的因素、提高机械效率的方法等，不考虑绳重、轴摩擦时，分清有用功和总功是解决本题的关键．