求证:动滑轮提起的重物越重,机械效率越高.要用公式推导出来
问题描述:
求证:动滑轮提起的重物越重,机械效率越高.
要用公式推导出来
答
对动滑轮来说,主要的额外功是由于动滑轮本身自重和绳与轮之间的摩擦阻力引起的,设动滑轮本身重为G’,重物为G,上升的高度为H,则有用功为GH,额外功为G’H+fH,机械效率为GH/(G’H+fH+GH)式中f与G有恒定的关系,当重物越重时,G’相对于G的大小越来越小,额外功也可以把这部分忽略,这样整个比值就会变大。
答
以动滑轮为例.若不考虑绳子与滑轮间的摩擦,设动滑轮及重物由n根绳子承担,重物上升的高度为h,则W有=G物h,拉力F=(G物+G轮)/n,绳子*端移动的距离s=nh,所以W总=Fs=[(G物+G轮)/n]·nh=(G物+G轮)h,
所以η=W有/W总=G物h/(G物+G轮)h=G物/(G物+G轮)=1/(1+G轮/G物).
所以G物越大,(1+G轮/G物)越小,[1/(1+G轮/G物)]越大,即η越大.
也就是说,被提升的物体越重,机械效率越高.
另外,这是在不考虑绳子与滑轮间的摩擦为前提的,因此减小绳子与滑轮间的摩擦也可以增大有用功,提高机械效率.