Question

1．用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法．阳阳和明明各选取一种方法做实验．（不计绳重和摩擦）
（1）阳阳采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组．他通过滑轮组用2N的拉力F将物体M匀速提升了0.1m的距离，若物体M重4.2N，则有用功为0.42J，此滑轮组的机械效率为70%．
（2）明明采用了另一种绕线方法组装滑轮组，即图乙中的绕线，则用此滑轮组也匀速提升物体M，则拉力F′为3N．

Answer 1

分析 （1）知道物体M的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功，由图甲可知滑轮组绳子的有效股数，根据W=Fs和s=nh求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出此滑轮组的机械效率；
（2）图甲中，不计绳重和摩擦，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出动滑轮的重力，由图乙可知滑轮组绳子的有效股数，利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出拉力的大小．

解答 解：（1）拉力做的有用功：
W_有用=Gh=4.2N×0.1m=0.42J，
由图甲可知，n=3，则拉力做的总功：
W_总=Fs=Fnh=2N×3×0.1m=0.6J，
此滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.42J}{0.6J}$×100%=70%；
（2）图甲中，不计绳重和摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮的重力：
G_动=nF-G=3×2N-4.2N=1.8N；
由图乙可知，n′=2，则拉力的大小：
F′=$\frac{1}{n′}$（G+G_动）=$\frac{1}{2}$×（4.2N+1.8N）=3N．
故答案为：（1）0.42；70%；（2）3．

点评 本题考查了有用功和总功、滑轮组机械效率以及滑轮组绳子拉力公式的应用，正确的确定滑轮组绳子的有效股数是关键．