小明想利用图所示的实验装置探究:对于同一滑轮组,挂同一重物,如果绳子的绕法不同,机械效率是否相同?

小明想利用图所示的实验装置探究:对于同一滑轮组,挂同一重物,如果绳子的绕法不同,机械效率是否相同?(1)他应选图______和图______进行实验操作;(2)试从理论上分析:在不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦的情况下,对于同一滑轮组,挂同一重物,滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关.(已知每个钩码重力为G,动滑轮重力为G0,设钩码都匀速上升高度h.)(提示:机械效率η=W有W总)
2026年09月24日 04:38
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(1)要研究滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关,需要采用控制变量法,让提升相同的重物、都使用一个动滑轮,采用不同的绕法,由此可知,可选用甲、丙两图或乙、丁两图;
(2)∵滑轮组的机械效率:
η=

W有
W总
=
Gh
Fs
=
Gh
Fnh
=
G
nF
,
∴η甲=
G
2F1
,η丙=
G
3F3

∵不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦,
∴F1=
1
2
(G+G0),F3=
1
3
(G+G0),
∴η甲=
G
2F1
=
G
G+G0
,η丙=
G
3F3
=
G
G+G0
,
由此可知 η甲=η丙,说明对于同一滑轮组,挂同一重物,滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关.
故答案为:(1)甲、丙(或乙、丁);(2)分析过程同上.