Question

【題目】小明在測滑輪組機械效率時，記錄了如下實驗數據（不計繩重和摩檫）

滑輪組組成	鉤碼重/N	鉤碼升高的高度/m	動滑輪重/N	繩子自由端移動距離/m
兩個定滑輪，一個動滑輪	4	0.1	0.5	0.3

（1）根據表中數據畫出滑輪組的繞線方式（如圖中）。

（______）

（2）根據表中數據計算滑輪組的機械效率為_____。

（3）若繩子承受最大拉力為20N，此滑輪組的最大效率為_____。

（4）當動滑輪重為_____N時，使用該滑輪組提起10N重的鉤碼剛好省一半的力。

（5）在實驗中重物移動的速度為0.1m/s．拉繩的功率為3W，則有用功率為_____。

Answer 1

【答案】 89% 99% 5 2.95W

【解析】

（1）從表中的數據可知，細線自由端移動的距離為0.3m，鉤碼上升的高度為0.1m，則二者的關系是s＝3h，即由3段繩子承擔物重，繞繩方法如圖所示：

；

（2）滑輪組的機械效率為η1＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈89%；

（3）∵F＝（G+G動），

∴最大物重為G2＝3F最大﹣G動＝3×20N﹣0.5N＝59.5N，

滑輪組的最大機械效率為η2＝×100%＝×100%＝×100%≈99%；

（4）∵F＝（G+G動），

∴動滑輪的重力為G′動＝3F3﹣G3＝3×5N﹣10N＝5N；

（5）繩子自由端移動的速度為v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，

∵P＝＝Fv，

∴施加的拉力為F＝＝＝10N，

物體的重力為G＝3F﹣G動＝3×10N﹣0.5N＝29.5N，

∴拉力的有用功率為P物＝Gv物＝29.5N×0.1m/s＝2.95W。