Question

7．小丽用如图装置探究动滑轮的使用特点．使1N的重物以0.3m/s的速度匀速上升，所用拉力为0.7N，此时动滑轮的机械效率是71.4%，拉力的功率是0.42W．若不计摩擦，动滑轮没能省一半力的主要原因是动滑轮有重力．

Answer 1

分析 动滑轮绳子的有效股数为2，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出动滑轮的机械效率，根据v_绳=nv_物求出绳子自由端移动的速度，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力的功率；不考虑摩擦和绳重时滑轮组的拉力F=$\frac{1}{n}$（G+G_动），据此分析动滑轮没能省一半力的主要原因．

解答 解：由图可知，n=2，则动滑轮的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{1N}{2×0.7N}$×100%≈71.4%；
绳子自由端移动的速度：
v_绳=nv_物=2×0.3m/s=0.6m/s，
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=0.7N×0.6m/s=0.42W；
不计摩擦、绳重和动滑轮重的情况下，动滑轮省力一半的力，由于动滑轮的重力存在，因此动滑轮没有省力一半．
故答案为：71.4%；0.42；动滑轮有重力．

点评 本题考查了动滑轮机械效率、拉力功率的计算以及动滑轮没能省一半力的主要原因，要注意公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%的推导和应用．