Question

如图是测量滑轮组机械效率用的定滑轮和动滑轮．欲使绕3股绳子，应如何组装，请把绳的绕法画在图上．如果G=100N，F=60N，则G_动=

80N

[不计绳重和摩擦]
①此实验需要测量的物理量是

物体重力

、

物体升高的距离

、

绳子自由端的拉力

、

绳子自由端移动的距离

②为测上述物理量，需要使用的测量工具是

刻度尺

和

弹簧测力计

③如果物体重10牛，拉力为4牛，则该滑轮组的机械效率为

83.3%

[不计绳重和摩擦]
④如果用机械效率是80%的某滑轮提起重200牛的物体，实际所需的拉力是50牛，应选用怎样的滑轮组？画出装配图．

Answer 1

分析：①由绳子的段数确定动滑轮的个数，然后绕出滑轮组．
不计绳重和摩擦时，根据F=

1

3

（G+G_动）求出动滑轮的重力．
②探究滑轮组的机械效率时，要测量物体的重力、物体升高的距离、绳子自由端的拉力，绳子自由端移动的距离．求出有用功和总功，根据机械效率方式求出滑轮组的机械效率．
③物体升高的距离和绳子自由端移动的距离要用刻度尺测量，物体的重力和绳子自由端的拉力要用弹簧测力计测量．
④知道物体重力和拉力大小，知道绳子的段数，根据η=

G

nF

求出滑轮组的机械效率．
⑤知道物体重力和拉力大小，知道滑轮组的机械效率，根据η=

G

nF

求出绳子的段数．根据绳子的段数确定动滑轮的个数，确定滑轮组的绕法．

解答：解：要有3段绳子承担物体的重，有一个动滑轮即可，绳子从动滑轮开始绕起，如右图．
不计绳重和摩擦时，F=

1

3

（G+G_动），
所以，60N=

1

3

（100N+G_动）
所以G_动=80N．
①因为η=

W有

W总

=

Gh

Fs

，所以实验中需要测量物体的重力、物体升高的距离、绳子自由端的拉力，绳子自由端移动的距离．
②物体升高的距离和绳子自由端移动的距离要用刻度尺测量，物体的重力和绳子自由端的拉力要用弹簧测力计测量．所以实验中需要用到的测量工具是刻度尺和弹簧测力计．
③因为物体有3段绳子承担，所以s=3h，
η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

G

3F

=

10N

3×4N

=83.3%．
④提起重200牛的物体，实际所需的拉力是50牛，滑轮组的械效率是80%，
η'=

W′有

W′总

=

G′h′

F′s′

=

G′

n′F′

=

200N

n×50N

=80%，
所以n'=5（段），
所以使用2个动滑轮和2个定滑轮，从动滑轮绕起，如图．

故答案为：如上图．80N；①物体重力；物体升高的距离；绳子自由端的拉力；绳子自由端移动的距离；②刻度尺；弹簧测力计；③83.3%；④如上图．

点评：（1）探究滑轮组的机械效率时，可以测量物体的重力、物体升高的距离、绳子自由端的拉力，绳子自由端移动的距离．也可以只测量物体的重力和绳子自由端的拉力，根据η=

G

nF

求出滑轮组的机械效率．
（2）不考虑绳重和摩擦时，F=

1

n

（G+G_动）和η=

G

G+G动

也是常用的公式．