Question

小马用如下图所示滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：
（1）若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是多大？
（2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是多大？
（3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？

Answer 1

分析：（1）动滑轮上有4段绳子，所以测力计的示数是小车重的四分之一．
（2）机械效率等于有用功除以总功，有用功等于物体升高的高度与物体重的乘积，总功等于拉力与绳子自由端移动距离的乘积．
（3）当拉力等于物体重力的时候，不再省力，根据此关系式列出等式，计算可得动滑轮重．

解答：解：（1）F=

1

n

×G_物=

1

4

×5N=1.25N
答：绳子自由端弹簧测力计的示数是1.25N．
（2）η=

W有用

W总

=

Gh

FS

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

=

5N

2.5N×4

=50%．
答：该滑轮组的机械效率是50%．
（3）F=

1

n

×（G_物+G_动）
 F=G_物
G_物=

1

n

×（G_物+G_动）
G_动=3G_物=3×5N=15N．
答：当动滑轮总重超过15N时，使用该滑轮组提该小车不再省力．

点评：本题考查拉力的计算，滑轮组机械效率的计算，拉力和物体重、动滑轮重的关系，关键是会分析动滑轮上的绳子段数．