Question

【題目】小馬和小李設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示兩種滑輪組來提升同一重物，在討論滑輪組機(jī)械效率時(shí)兩人產(chǎn)生了分歧，小馬認(rèn)為：“甲滑輪組的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)少，機(jī)械效率高”；小李卻認(rèn)為：“乙滑輪組更省力，機(jī)械效率高”。兩人誰也說服不了誰，于是決定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想是否正確。（所用每個(gè)滑輪的重相同，繩重和摩擦忽略不計(jì)），他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示：

物理量 滑輪組	裝置甲	裝置乙
鉤碼重6/N	4	4
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.6	1.4
繩端移動(dòng)距離s/m	0.3	0.4
機(jī)械效率η		71.4%

（1）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，請(qǐng)計(jì)算一個(gè)動(dòng)滑輪的重力是_____N，甲滑輪組的機(jī)械效率是_____；

（2）由計(jì)結(jié)果可以確定_______的說法是正確的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了影響滑輪組機(jī)械效率的因素是_______，由此可知，可采用_______的方法來提高滑輪組的機(jī)械效率。

（3）隨后小馬又設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，如圖丙所示，你認(rèn)為和圖甲裝置對(duì)比，在提升同一重物時(shí)，裝置丙的機(jī)械效率_____（選填“大于”“等于”或“小于”）裝置的機(jī)械效率。

Answer 1

【答案】0.8 83.3% 小馬 動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù) 盡可能的減小動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù) 等于

【解析】

(1) [1] 由甲圖及表格數(shù)據(jù)知道，甲裝置的有用功是：

W有用 =Gh=4N×0.1m=0.4J；

總功是：

W總 =Fs=1.6N×0.3m=0.48J；

額外功是：

W額 =W總-W有用 =0.48J-0.4J=0.08J；

根據(jù)W額 =G動(dòng) h知道，動(dòng)滑輪的重力是：

[2] 由知道，裝置甲的機(jī)械效率是：

(2) [3] 由表格數(shù)據(jù)知道，甲乙裝置中，甲的拉力較大，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)較少，動(dòng)滑輪重力小，額外功少，滑輪組的機(jī)械效率較高，所以，小馬的說法正確；

[4] 比較甲乙實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知道，這影響滑輪組機(jī)械效率的因素是動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)；

[5] 根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析知道，應(yīng)盡可能的減小動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，才可以提高滑輪組的機(jī)械效率；

(3) [6] 比較甲裝置和丙裝置知道，繩子的有效股數(shù)相同、動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)相同、物體的重力相等，繩子的纏繞方式不同，兩裝置中，提升相同的物體上升相同的高度時(shí)所做的有用功相同，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)和摩擦力的大小相同所做的額外功相等，由知道，兩者的機(jī)械效率相同。