题目内容
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.
【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.
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