试题

小强在测滑轮组的机械效率时，记录了如下的实验数据：（不计绳重和摩擦）

滑轮组组成	钩码重G/N	钩码升高的高度h/m	动滑轮重G/N	绳子自由端移动的距离s/m
一个定滑轮 一个动滑轮	2	0.1	0.5	0.2

（1）请帮助小强在图中画出该滑轮组的绕线方式．       
（2）根据上表的数据可以计算出此滑轮组的额外功和机械效率各为多少？
（3）当动滑轮重为多少N时，使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力？

解：（1）由表中实验数据可知，绳端移动距离s是物体上升高度h的2倍，
则滑轮组承重绳子的有效股数n=2，滑轮组从定滑轮绕起，如图所示．
（2）W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，额外功为：W_额=G_动h=0.5N×0.1m=0.05J
则W_总=W_有用+W_额=0.2J+0.05J=0.25J，
η=

W有用

W总

×100%=

0.2J

0.25J

×100%=80%；
（3）滑轮组承重绳子的有效股数n=2，
当F=G_物时，滑轮组不省力，绳子自由端的拉力：
F=

1

n

（G_物+G_动）=

1

2

（G_物+G_动）=G_物，
则G_动滑轮=G_物，=2N，即当动滑轮重力与物体重力相等时，刚好不省力．
故答案为：（1）滑轮组绕法如图所示；
（2）额外功是0.05J，滑轮组的机械效率是80%．
（3）当动滑轮重为2N时，使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力．
解：（1）由表中实验数据可知，绳端移动距离s是物体上升高度h的2倍，
则滑轮组承重绳子的有效股数n=2，滑轮组从定滑轮绕起，如图所示．
（2）W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，额外功为：W_额=G_动h=0.5N×0.1m=0.05J
则W_总=W_有用+W_额=0.2J+0.05J=0.25J，
η=

W有用

W总

×100%=

0.2J

0.25J

×100%=80%；
（3）滑轮组承重绳子的有效股数n=2，
当F=G_物时，滑轮组不省力，绳子自由端的拉力：
F=

1

n

（G_物+G_动）=

1

2

（G_物+G_动）=G_物，
则G_动滑轮=G_物，=2N，即当动滑轮重力与物体重力相等时，刚好不省力．
故答案为：（1）滑轮组绕法如图所示；
（2）额外功是0.05J，滑轮组的机械效率是80%．
（3）当动滑轮重为2N时，使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力．