Question

如圖所示是小明同學測滑輪組機械效率的實驗裝置圖．他做了2.4J的有用功使重物勻速上升了0.4m，克服繩重及摩擦做了0.2J的功．請你回答：
（1）小明所用的拉力是多少N？
（2）該滑輪組的機械效率是多少？
（3）根據題目所提供的相關信息，還可以求出其它一些物理量．請從中任選兩個并加以解答．

Answer 1

分析：首先根據動滑輪由幾段承擔，來確定滑輪組的繩子段數，然后根據公式逐個計算．
（1）彈簧測力計示數即可讀出小明所用的拉力；
（2）滑輪組機械效率用η=

W有用

W總

計算；
（3）根據題目所提供的相關信息，找出其它的物理量信息，應根據已知數據中進行最簡單的計算就能求出的物理量．

解答：解：（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.5N，指針指在2N到3N之間，所以小明所用的拉力F=2.5N；
（2）由圖知，滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=3h=1.2m
W_總=Fs=2.5N×1.2m=3J；
滑輪組機械效率用η=

W有用

W總

×100%=

2.4J

3J

×100%=80%；
（3）因不計繩重及摩擦．由做了2.4J的有用功使重物勻速上升了0.4m可求：
物體的重力：G_物=

W有用

h

=

2.4J

0.4m

=6N；
根據有用功和總功，可求出額外功：W_額=W_總-W_有用=3J-2.4J=0.6J；
克服動滑輪重力做的功為：W_動=0.6J-0.2J=0.4J；
則動滑輪重力G_動=

W動

h

=

0.4J

0.4m

=1N．
答：（1）小明所用的拉力是2.5N；
（2）該滑輪組的機械效率是80%；
（3）物體重力為6N；所做額外功為0.6J；克服動滑輪重力做的功為0.4J；動滑輪的重力為1N（選其中兩個便可）．

點評：本題所涉及到的公式特別多，要根據滑輪組確定繩子段數n，然后利用公式認真計算．在計算過程中，要注意單位換算、公式變形等問題．特別是第（3）問，考查了學生的發散思維，在分析時，應由簡入繁，層層遞進．