Question

【题目】小明在测滑轮组机械效率时，记录了如下实验数据（不计绳重和摩檫）

滑轮组组成	钩码重/N	钩码升高的高度/m	动滑轮重/N	绳子自由端移动距离/m
两个定滑轮，一个动滑轮	4	0.1	0.5	0.3

（1）根据表中数据画出滑轮组的绕线方式（如图中）。

（______）

（2）根据表中数据计算滑轮组的机械效率为_____。

（3）若绳子承受最大拉力为20N，此滑轮组的最大效率为_____。

（4）当动滑轮重为_____N时，使用该滑轮组提起10N重的钩码刚好省一半的力。

（5）在实验中重物移动的速度为0.1m/s．拉绳的功率为3W，则有用功率为_____。

Answer 1

【答案】 89% 99% 5 2.95W

【解析】

（1）从表中的数据可知，细线自由端移动的距离为0.3m，钩码上升的高度为0.1m，则二者的关系是s＝3h，即由3段绳子承担物重，绕绳方法如图所示：

；

（2）滑轮组的机械效率为η1＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈89%；

（3）∵F＝（G+G动），

∴最大物重为G2＝3F最大﹣G动＝3×20N﹣0.5N＝59.5N，

滑轮组的最大机械效率为η2＝×100%＝×100%＝×100%≈99%；

（4）∵F＝（G+G动），

∴动滑轮的重力为G′动＝3F3﹣G3＝3×5N﹣10N＝5N；

（5）绳子自由端移动的速度为v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，

∵P＝＝Fv，

∴施加的拉力为F＝＝＝10N，

物体的重力为G＝3F﹣G动＝3×10N﹣0.5N＝29.5N，

∴拉力的有用功率为P物＝Gv物＝29.5N×0.1m/s＝2.95W。