用同一滑轮组提升重物增加时用同一滑轮组提升重物增大时机械效率为什么增大?但是提升时它克服绳重和摩擦所做的额外功不是变大了

只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：

点评：
本题考点： 滑轮组的设计与组装．

考点点评： 本题考查滑轮组正确绕绳，首先要能熟练判断哪是动滑轮，哪是定滑轮，再按照与动滑轮连接的绳子决定其省力情况这一规律来确定绕绳方案．

（1）要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起．
故答案如下图：

（2）动力即使杠杆转动的力F₁；
从支点向动力作用线引垂线，作出动力臂，并表示出动力臂的起始端，标上字母L₁；
答案如下图：

（3）分别用一条带箭头的线段把重力G、支持力F和阻力f的三要素表示出来即可．
答案如下图：

点评：
本题考点： 滑轮组的设计与组装；力的示意图；力臂的画法．

考点点评： 此题考查了滑轮组的组装．滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起．从动滑轮开始绕，承担物重的绳子段数多．力臂指的是支点到力的作用线的距离．在做力的示意图时，要注意有几个力时，要画在一个作用点上．

（1）由图知，n=2，拉力端移动的距离S=2h=2×6m=12m，拉力做功：W总=Fs=300N×12m=3600J；（2）∵忽略摩擦和绳重，∴W额=（G桶+G动）h=（m桶+m动）gh=（8kg+2kg）×10N/kg×6m=600J．答：（1）工人做的总功为3600J；...

点评：
本题考点： 功的计算；有用功和额外功．

考点点评： 本题考查了使用滑轮组时有用功和额外功的计算，知道忽略摩擦和绳重，提升动滑轮和桶做的功为额外功是本题的关键．

已知：物体的质量m=500kg，物体上升高度h=0.8m，拉力F=2000N，g=10N/kg，绳子股数n=3，重物G′=8000N
求：（1）有用功W_有用=？；（2）总功W_总=？；（3）机械效率η=？；（4）动滑轮重G_动=？；（5）拉力F′=？
（1）物体的重力：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
滑轮组做的有用功：
W_有用=Gh=5000N×0.8m=4000J；
（2）拉力移动距离：
s=3h=3×0.8m=2.4m，
提升的重物所做总功：
W_总=Fs=2000N×2.4m=4800J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=
W有用
W总×100%=[4000J/4800J]×100%=≈83.3%；
（4）不计滑轮轴承间及与绳子间的摩擦，所以克服动滑轮重做的额外功：
W_额=W_总-W_有用=4800J-4000J=800J，
∵W_额=G_动h
∴动滑轮重为：
G_动=
W额
h=[800J/0.8m]=1000N；
（5）提升8000N的物体时的拉力：
F′=[1/3]（G_物+G_动）=[1/3]×（8000N+1000N）=3000N．
答：（1）滑轮组做的有用功为4000J；
（2）提升的重物所做总功是4800J；
（3）吊车滑轮组的机械效率是83.3%；
（4）动滑轮重1000N；
（5）提升8000N的物体时的拉力为3000N．

点评：
本题考点： 滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算．

考点点评： 本题考查功、功率和机械效率的计算，分清有用功、额外功和总功是解题的关键．另外要注意绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系．

（1）绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m，
∴与动滑轮相连的绳子段数为：n=[s/h]=[0.3m/0.1m]=3，
3为奇数，所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上，然后往定滑轮的边框开始绕线，如下图所示．

（2）表格中第二次实验中滑轮组的机械效率：
η=
W有
W总=[Gh/Fs]=[5N×0.2m/2N×0.6m]≈83.3%．
（3）根据W=Gh可知，用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时克服动滑轮重力所做的额外功相等；
物体越重，所做的有用功越大，有用功占总功的比值越大，故机械效率变大．
（4）第一次实验中，绳端移动的速度：
v=[s/t]=[0.3m/1.5s]=0.2m/s，
拉力的功率：
P=Fv=1N×0.2m/s=0.2W．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）83.3%；
（3）相同；大；
（4）0.2．

点评：
本题考点： 滑轮（组）机械效率的测量实验；速度的计算；滑轮（组）的机械效率；增大或减小机械效率的方法；功率的计算．

考点点评： 本题考查了功、功率、速度、机械效率的计算等；在绕线时，绕法取决于绳子的段数，当为奇数时，从动滑轮的挂钩开始绕线；当段数为偶数时，从定滑轮的挂钩开始绕线，简称“奇动偶定”．

（1）∵W_总=FS=600N×1.5m=900J；
∴P=[W/t]=[900J/10s]=90W．
答：人的拉力的功率为90W．
（2）∵S=nh；∴n=[S/h]=[1.5m/0.5m]=3；
由η=
W有
W总=[Gh/Fs]=[Gh/F•nh]=[G/nF]得：G=ηnF=70%×3×600N=1260N；
∴m=[G/g]=[1260N/10N/kg]=126kg．
答：被吊起的重物质量为126kg．
（3）根据n=3，即动滑轮上绳子段数是3股；
则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图：

点评：
本题考点： 功率的计算；滑轮组的设计与组装；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 本题虽然考查滑轮组的机械效率，但注意机械效率公式η=[G/nF]的应用，缠绕滑轮组的绳子时一定结合“奇动偶定”的特点来缠绕．

小明计算时没有找对对应物理量，过程中没有将机械效率求出等，我的计算过程如下：
（1）有用功W_有用=Gh=400N×2m=800J．
（2）动滑轮上绳子段数为2段，所以拉力F移动的距离为S=2h=2×2m=4m；
总功W_总=FS=250N×4m=1000J；
所以W_额=W_总-W_有用=1000J-800J=200J．
（3）此时的机械效率是η=
W有
W总×100%=[800J/1000J]×100%=80%．
（4）不计绳重和摩擦，则：G_动=nF-G_物=2×250N-400N=100N，
若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，则此时拉力：F′=[1/2]（G+G_动）=[1/2]（900N+100N）=500N；
拉力F在这一过程中所做的功：W_总=F′′S=F′×nh=500N×2×2m=2000J；
答：（1）工人做的有用功为800J．
（2）额外功是200J．
（3）此时的机械效率是80%．
（4）拉力在这一过程中所做的功2000J．

点评：
本题考点： A:有用功和额外功 B:滑轮（组）的机械效率

考点点评： 本题考查有用功、总功、额外功、机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是判断动滑轮上绳子的段数，求出拉力F移动的距离．

（1）利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息可知：
∵η=
W有
W总=[Gh/Fs]=[Gh/Fnh＝
G
Fn]
∴n=
G•W总
F•W有=[500N×1200J/200N×1000J]=3
即绳子的股数为三股．有三股绕线的滑轮组最少是由一个动滑轮和一个定滑轮组成的．
具体图形如下：

（2）利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息可知：在不计绳重和摩擦的情况下，
使用该滑轮组，有三股绕线，则：
F＝
G物+G动
n．
∴G_动=nF-G_物=3×200N-500N=100N．
当用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时．
s=nh=3×1m=3m．
拉力F′=
G′物+G动
n=[800N+100N/3]=300N．
做的总功W_总=F′•s=300N×3m=900J．
有用功W_有=G′_物•h=800N×1m=800J．
机械效率η=
W有
W总=[800J/900J]×100%=88.9%
答：用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为900J，机械效率为88.9%．

点评：
本题考点： 滑轮组的设计与组装；功的计算；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 此题主要考查滑轮组在不计绳重和摩擦的情况下，只有克服动滑轮的重力而产生的额外功，对机械效率的公式会变形应用，代入数据和答案必须有数值和单位．

此题动滑轮有3段绳子承重；
（1）拉力F=
G物+G轮
3＝
900N+225N
3=375N
（2）绳子移动的距离：s=3h=3×3m=9m
绳子移动的速度：v=[s/t]=[9m/10s]=0.9m/s
（3）滑轮组的机械效率η=
W有
W总＝
Gh
Fs＝
Gh
Fnh＝
G
nF＝
900N
3×375N=80%
答：（1）工人拉绳子的力是375N
（2）工人拉绳子的速度为0.9m/s
（3）滑轮组的机械效率80%

点评：
本题考点： 滑轮组绳子拉力的计算；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 计算机械效率时必须找准有用功，此题中，提升物体所做的功是有用功．

由甲乙两图可知，物体上升的高度h=10cm=0.1，滑轮组绳子的有效股数n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.1m=0.3m，由丙图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，拉力F=0.5N，有用功W有=Gh=1N×0.1m=0.1J，总功W总=Fs=0.5N...

点评：
本题考点： 滑轮（组）机械效率的测量实验；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 本题考查了测量滑轮组机械效率的实验，涉及到物体上升高度和弹簧测力计的读数，绳子拉力和有用功、总功、机械效率的计算，难度不大，是一道即为简但的题目．

（1）∵η=
W有
W总=
G1•h
(G1+G′)•h=
G1
G1+G′×100%
∴η=
G1
G1+G′×100%=50%，
即[200N
200N+2G动=50%，
得G_动=100N．
（2）滑轮组提升物体时，有4段绳子承担物体的重，
所以，F=
G物+G′/n]=[1800N+200N/4]=500N．
（3）η'=
G′物
G′物+G′×100%=80%
即
G′物
G′物+G′=80%，
得G'_物=800N
（4）同一滑轮组，提升物重越大，机械效率越大．
答：（1）每个滑轮重100N．
（2）绳子能承受的最大拉力是500N．
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，物体重800N．
（4）同一滑轮组，提升物重越大，机械效率越大．

点评：
本题考点： 滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；增大或减小机械效率的方法．

考点点评： 滑轮组提升物体时，在不考虑绳重和摩擦时，利用η=GG+G′×100%，计算相关的量，是比较常用的方法，一定要掌握．

由图知，此滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h=3×2m=6m
此工人做的总功为：W_总=Fs=80N×6m=480J
所以拉力的功率为：P=
W总
t＝
480J
5s＝96W
滑轮组的机械效率η=
Gh
Fs＝
200N×2m
480J ＝83.3%
故答案为：96；83.3%．

点评：
本题考点： 滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 此题把我们的物理知识应用到了实际生产中，最关键的要明白有用功是克服物体的重力做的功，总功是拉力做的功．

由图可知，拉力移动的距离s₁和物体移动的距离s₂的关系：
s₁=3s₂=3×6m=18m，
拉力F的功率：
P=[W/t]=
Fs1
t=[250N×18m/3s]=1500W；
装置的机械效率：
η=
W有
W总×100%=
fs2
Fs1×100%=[600N×6m/250N×18m]×100%=80%．
故答案为：1500、80%．

点评：
本题考点： 功率的计算；二力平衡条件的应用；功的计算；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 本题综合考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算，知识点多，属于难题．

（1）滑轮组对重物所做的有用功：
W_有用=Gh=630N×3m=1890J；
（2）由图知，n=3，s=3h=3×3m=9m，
W_总=Fs=300N×9m=2700J；
η=
W有用
W总×100%=[1890J/2700J]×100%=70%．
（4）t=[S/v]=[3m/0.2s/m]=15s
P=
W总
t=[2700J/15s]=180W．
答：（1）滑轮组对重物所做的有用功为1890J；
（2）滑轮组的机械效率为70%；
（3）拉力做功的功率为180W．

点评：
本题考点： 有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．

考点点评： 这是一道较典型的关于滑轮组的计算题，主要用到了功的公式、功率的公式、机械效率的公式，虽然用到的公式较多，但只要搞清楚力与距离的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键．

由图可知，他=3．
k、因为物体做匀速运动，因此物体M受到7合力为零；故k错误；
B、忽略绳重和轴摩擦，F=[1/3]（G_物+G_动滑轮），
即34他=[1/3]（G_物+14他），
G_物=我4他，故B错误；
C、自由端移动7速度v=3v′=3×4.1m/s=4.3m/s，故C正确；
D、天花板受到7拉力F_拉=3F+G_定滑轮=3×34他+14他=144他，故D正确．
故选CD．

点评：
本题考点： 滑轮组及其工作特点．

考点点评： 本题考查了学生对滑轮组特点的掌握和运用，本题关键：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是忽略绳重和轴摩擦，拉力F=12（G物+G动滑轮），三是确定天花板受到的拉力F拉=3F+G定滑轮．

（1）由表格中数据知，η=
W有用
W总×100%=[Gh/Fs]×100%=[6N×0.1m/1.4N×0.5m]×100%=85.7%；
（2）由表格中1、4或2、5或3、6行数据知，被提升的物重相同，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越小，可得使用不同滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率随动滑轮重力的增加而减小．
故答案为：（1）85.7%；（2）使用不同滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率随动滑轮重力的增加而减小．

点评：
本题考点： 滑轮（组）机械效率的测量实验．

考点点评： 此题是测量滑轮组机械效率实验，考查了机械效率的计算及影响滑轮组机械效率的两个主要因素．要学会用控制变量法对数据进行分析．

当加在滑轮组绳子自由端的拉力为T₁时，以A、B整体为研究对象，受力情况如图1所示；
当加在滑轮组绳子自由端的拉力为T₂时，以A、B整体为研究对象，受力情况如图2所示；
物体B在匀速上升的过程中，以动滑轮和物体B整体为研究对象，受力情况如图3所示．

根据力的平衡条件可得：
图1中：N₁=G_A+G_B-F₁，
图2中：N₂=G_A+G_B-F₂，
∵p=[F/S]，
∴3000Pa=
GA+GB−100N
S----------------①
2500Pa=
GA+GB−300N
S------------------②
∵不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率：
80%=
GB
GB+G0 ×100%----------------------③
解得：G_B=4G₀-----------------------------④
∵G_A：G₀=9：1，
∴G_B=[4/9]G_A--------------------------------⑤
将⑤式分别代入①式和②式解得：
G_A=900N----------------------------------⑥
（2）将⑥式代入⑤式解得：
G_B=400N
将G_A=900N、G_B=400N代入①式解得：
S=0.4m²；
（3）将G_B=400N代入④式得：
G₀=100N，
图3中，由力的平衡条件可得：
2T₃=G_B+G₀，
解得：T₃=[1/2]（G_B+G₀）=[1/2]×（400N+100N）=250N，
P=T₃v=250N×0.3m/s=75W．
答：（1）物体A的受到的重力为900N；
（2）物体A与地面接触的面积为0.4m²；
（3）拉力T₃做功的功率为75W．

点评：
本题考点： 压强的大小及其计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．

考点点评： 本题考查了压强公式、效率公式、功率公式和力的平衡条件的应用，关键是把AB看成整体做出拉力为T1时和T2时的受力分析分析图以及物体上升时B物体的受力分析图，计算时要注意各量之间的关系，不要颠倒．