Question

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？

Answer 1

分析：（1）根据钩码上升的高度与绳子自由端移动的距离关系判断绳子的有效股数，然后确定滑轮组的绕法．
（2）根据表中实验数据，应用功的计算公式求出有用功与总功，总功与有用功之差是额外功，由效率公式可以求出滑轮组的效率．
（3）当拉力等于钩码重力时，滑轮组不省力，根据滑轮组拉力公式求出滑轮组的重力．

解答：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．

点评：此题主要考查了滑轮组的组装、求滑轮组机械效率、滑轮组的省力情况等问题，熟练掌握基础知识，根据实验数据认真计算即可正确解题．