Question

张明同学用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验时，拉线的绕法如图所示．每个钩码重均为0.5N，将钩码匀速向上提升20cm，弹簧测力计移动的距离为60cm，弹簧测力计的示数为1N，问：
（1）在实验过程中，对钩码做的有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）为什么总功总是大于有用功？

Answer 1

分析：使用滑轮组时，提起重物做的功是有用功，拉力做的功是总功，找准有用功和总功，利用公式可求出机械效率；滑轮组在使用时一定会有额外功．

解答：解：（1）对钩码做的有用功：W_有=Gh=4×0.5N×0.2m=0.4J；
（2）拉力做的总功：W_总=Fs=1N×0.6m=0.6J；
滑轮组的机械效率η=

W有

W总

=

0.4J

0.6J

=66.7%；
（3）滑轮组在使用时，绳子与滑轮间一定存在摩擦，并且动滑轮也受到重力，因此额外功一定存在，所以总功一定大于有用功．
答：（1）在实验过程中，对钩码做的有用功是0.4J；
（2）滑轮组的机械效率是66.7%；
（3）滑轮组在使用时，绳子与滑轮间一定存在摩擦，并且动滑轮也受到重力，因此额外功一定存在，所以总功一定大于有用功．

点评：滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关，如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高；如果物体重不变，动滑轮越重，机械效率越低．要是考虑绳重和摩擦力的话，绳重和动滑轮重都属于机械本身重力，摩擦力越大也会使吊起同样重的物体时使用的拉力越大，使机械效率降低，总的说，滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关．要提高机械效率，应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时，最大限度的增加被吊物体重力．