Question

13．如图所示是某同学“研究动滑轮的机械效率”的实验装置示意图，若不计摩擦，他把重2N的物体匀速提升了0.5m，所用拉力为1.1N，求：
（1）绳子自由端向上移动的距离．
（2）该动滑轮的机械效率．
（3）用此动滑轮提升的重物加重时，其机械效率是变大、变小或不变？

Answer 1

分析 （1）由图可知通过动滑轮绳子段数n=2，根据s=nh计算绳子自由端向上移动的距离．
（2）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算动滑轮的机械效率．
（3）若不计摩擦，使用动滑轮时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，由此分析机械效率的变化情况；

解答 解：
（1）由图可知通过动滑轮绳子段数n=2，
绳子自由端向上移动的距离：s=nh=2×0.5m=1m；
（2）动滑轮的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.5m}{1.1N×1m}$×100%≈90.9%；
（3）若不计摩擦，使用动滑轮时，只增加钩码的重，增大了有用功，做的额外功不变，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大．
答：（1）绳子自由端向上移动的距离为1m；
（2）该动滑轮的机械效率为90.9%；
（3）用此动滑轮提升的重物加重时，其机械效率是变大．

点评 本题考查绳子自由端通过距离、机械效率的计算和机械效率因素的理解．机械效率的因素：物体的重力和机械重力，物重越大，效率越高．