Question

【题目】用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：（忽略绳重和摩擦）

（1）实验时，应________竖直向下拉动弹簧测力计；

（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为________m/s

（3）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________．

（4）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N．

（5）某同学想进一步探究滑轮组的机械效率η是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法．

（______）

Answer 1

【答案】匀速 0.2 低 3

【解析】

（1）根据二力平衡的条件，实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，此时处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的大小；

（2）由图可在，绳子的有效段数为n=2，因绳子自由端移动的距离是物体升高的高度的２倍，若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s；

（3）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；

（4）分析图象中的A点可知，动滑轮的重G动=1N，对应的机械效率η=75%，设物体提升的高度为h，W有=Gh，因忽略绳重和摩擦，额外功是克服动滑轮的重做的功，W额外=G动h，

故机械效率：，即，

解得：G=3N。

（5）由一个动滑轮和一定滑轮组成的滑轮组，当有效段数为3时，即为最省力的绳子的绕法，根据“偶定奇动”的庐江，绳子的一端先从动滑轮连起，如图：