Question

滑轮是我们日常生活和生产中经常使用的简单机械，使用滑轮能给我们带来许多好处．
（1）请分析如图（a）所示的实验，说明图中滑轮的特点

 

；
（2）小明按如图（b）所示的滑轮组实验时，用F=5N的拉力在3s内将重为12N的物体匀速提高了10cm．求：
滑轮组的机械效率为多少？拉力F的功率是多少？

Answer 1

分析：（1）图a中，先测出了两个钩码总重，然后测量了利用动滑轮提起两个钩码用的力，从而得出动滑轮的特点；
（2）由图b可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h；克服物体的重力所做的功是有用功，利用W=Gh计算；拉力F与拉力移动距离的乘积为总功；有用功与总功的比值是机械效率；总功与时间的比值等于功率．

解答：解：（1）由图a中，滑轮为动滑轮，其特点可以省一半的力；
（2）拉力F所做的有用功：
W_有=Gh=12N×0.1m=1.2J；
（2）拉力F移动的距离：
s=3h=3×0.1m=0.3m；
拉力F所做的总功：
W_总=Fs=5N×0.3m=1.5J；
滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

1.2J

1.5J

×100%=80%；
拉力F做功的功率：
P=

W总

t

=

1.5J

3s

=0.5W；
答：（1）滑轮的特点：可以省一半力；
（2）滑轮组的机械效率是80%，拉力F做功的功率是0.5W．

点评：本题考查的知识点多，用到的公式多，难点是求拉力所做的总功．由滑轮组的特点（n=3）知道：绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s=3h，据此求出拉力方向上移动的距离，这是本题的突破口．