Question

7．如圖（1）所示，用彈簧測力計(jì)拉著繩子利用滑輪組將重3N的物體勻速提升2m．
（1）求圖（1）中彈簧測力計(jì)對繩的拉力所做的功；
（2）求圖（1）中滑輪組的機(jī)械效率；
（3）請?jiān)诖痤}卷的圖（2）中畫出比圖（1）更省力的繞線．如不計(jì)繩重和摩擦圖2方法的機(jī)械效率等于圖1的機(jī)械效率．（選填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）由圖1知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力端移動的距離s=2h，由圖讀出拉力大�。ㄗ⒁夥侄戎禐�0.2N），利用W_總=Fs求拉力做功；
（2）知道物體重，利用W_有用=Gh求做的有用功，再利用效率公式求其機(jī)械效率；
（3）滑輪組繩子的繞法，有兩種：一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，繞過下面的動滑輪，再繞過上面的定滑輪；二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過定滑輪，然后再繞過動滑輪．最省力的屬于第二種；
不計(jì)繩重和摩擦，使用滑輪組時做的額外等于提升動滑輪做的功，比較使用兩圖滑輪組做的額外功的大小得出機(jī)械效率的大小關(guān)系．

解答 解：
（1）由圖1知道，n=2，則拉力端移動的距離s=2h=2×2m=4m，
由圖讀出拉力F=2.4N，
拉力做功：
W_總=Fs=2.4N×4m=9.6J；
（2）做的有用功：
W_有用=Gh=3N×2m=6J，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{6J}{9.6J}$×100%=62.5%；
（3）要使滑輪組最省力，需要承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多，所以要從動滑輪繞起，如圖所示：

不計(jì)繩重和摩擦，使用滑輪組時做的額外等于提升動滑輪做的功，使用兩圖的滑輪組，動滑輪相同，做的額外功相同，提升相同的重物做的有用功相同、總功相同，所以兩圖的機(jī)械效率相同．
故答案為：（1）圖1中彈簧測力計(jì)對繩的拉力所做的功為2.4J；
（2）圖1中滑輪組的機(jī)械效率為62.5%；
（3）比圖1更省力的繞線如圖所示；等于．

點(diǎn)評 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算和滑輪組的組裝．滑輪組的組裝有兩種方法，從定滑輪繞起或從動滑輪繞起．從動滑輪開始繞，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)多．