Question

（2009?鼓樓區(qū)二模）在“再探動滑輪“實驗中，分別測出繩受到的拉力F、手移動的距離S、鉤碼所受重力G和上升高度h，改變鉤碼數(shù)量再重復(fù)上述步驟2次．（如圖所示）（不計繩重和摩擦）
（1）額外功為

FS-Gh

（用題中給的物理量符號表示）；
（2）只測鉤碼重G和繩受到的拉力F，機(jī)械效率表達(dá)式是

G

2F

×100%

；
（3）不測繩受到的拉力，只測鉤碼重G和

動滑輪重G′

，也能算出機(jī)械效率．

Answer 1

分析：對于以提升重物為目的滑輪組來說：
（1）有用功：為達(dá)到目的做的功，也就是克服鉤碼重力做的功；
（2）總功：繩子自由端的拉力做的功，也就是對鉤碼和動滑輪總共做的功；
（3）額外功：不需要但又不得不做的功，在數(shù)值上等于總功和有用功的差；
（4）機(jī)械效率：有用功和總功的比值，即η=

W有用

W總

×100%．

解答：解：（1）①圖示的裝置是提升鉤碼，克服鉤碼的重力做的功是有用功，等于鉤碼重力和提升高度的乘積，即W_有用=Gh；
②繩子自由端拉力做的功是總功，等于拉力和繩子自由端移動距離的乘積，即W_總=FS；
③繩子自由端移動的距離S和物體提升的高度h之間的關(guān)系是S=nh，其中n指的與動滑輪相連的繩子段數(shù)．
（2）①該裝置的額外功W_額外=W_總-W_有用=FS-Gh；
②只測鉤碼重G和繩受到的拉力F，機(jī)械效率：η=

W有用

W總

×100%=

Gh

FS

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

Fn

×100%；
③不測繩受到的拉力，只測鉤碼重G和動滑輪重G′，則有用功W_有用=Gh；
總功等于對鉤碼和動滑輪總共做的功，即W_總=（G+G′）h；
機(jī)械效率：η=

W有用

W總

×100%=

Gh

(G+G′)h

×100%=

G

G+G′

×100%．
故答案為：（1）FS-Gh；（2）

G

2F

×100%；（3）動滑輪重G′．

點評：本題考查了滑輪組的有用功、額外功、總功、機(jī)械效率的計算，是中考關(guān)于滑輪組考查的重點內(nèi)容．