Question

小強(qiáng)在測滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，記錄了如下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（不計(jì)繩重和摩擦）

滑輪組組成	鉤碼重G/N	鉤碼升高的高度h/m	動(dòng)滑輪重G/N	繩子自由端移動(dòng)的距離s/m
一個(gè)定滑輪 一個(gè)動(dòng)滑輪	2	0.1	0.5	0.2

（1）請(qǐng)幫助小強(qiáng)在圖中畫出該滑輪組的繞線方式．       
（2）根據(jù)上表的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出此滑輪組的額外功和機(jī)械效率各為多少？
（3）當(dāng)動(dòng)滑輪重為多少N時(shí)，使用該滑輪組提起2N重的鉤碼剛好不省力？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鉤碼上升的高度與繩子自由端移動(dòng)的距離關(guān)系判斷繩子的有效股數(shù)，然后確定滑輪組的繞法．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用功的計(jì)算公式求出有用功與總功，總功與有用功之差是額外功，由效率公式可以求出滑輪組的效率．
（3）當(dāng)拉力等于鉤碼重力時(shí)，滑輪組不省力，根據(jù)滑輪組拉力公式求出滑輪組的重力．

解答：解：（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，繩端移動(dòng)距離s是物體上升高度h的2倍，
則滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=2，滑輪組從定滑輪繞起，如圖所示．
（2）W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，額外功為：W_額=G_動(dòng)h=0.5N×0.1m=0.05J
則W_總=W_有用+W_額=0.2J+0.05J=0.25J，
η=

W有用

W總

×100%=

0.2J

0.25J

×100%=80%；
（3）滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=2，
當(dāng)F=G_物時(shí)，滑輪組不省力，繩子自由端的拉力：
F=

1

n

（G_物+G_動(dòng)）=

1

2

（G_物+G_動(dòng)）=G_物，
則G_{動(dòng)滑輪}=G_物，=2N，即當(dāng)動(dòng)滑輪重力與物體重力相等時(shí)，剛好不省力．
故答案為：（1）滑輪組繞法如圖所示；
（2）額外功是0.05J，滑輪組的機(jī)械效率是80%．
（3）當(dāng)動(dòng)滑輪重為2N時(shí)，使用該滑輪組提起2N重的鉤碼剛好不省力．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了滑輪組的組裝、求滑輪組機(jī)械效率、滑輪組的省力情況等問題，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)認(rèn)真計(jì)算即可正確解題．