Question

用一個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組有兩種繞線方法．小明和小紅各選取一種方法做實驗．
（1）小明采用了如圖甲所示的繞線方法組裝滑輪組．他通過滑輪組用3N的拉力F將重6.3N的物體勻速提升了0.1m的距離，則有用功為______J，此滑輪組的機械效率為______．
（2）小紅采用了另一種繞線方法組裝滑輪組，請幫助小明在圖乙中畫出滑輪組的繞線．

Answer 1

【答案】分析：（1）由滑輪組的結構可知承擔物重的繩子股數n=3，重物被提升h，則拉力端移動的距離s=3h，知道物重G和升高的高度h求出有用功；知道拉力大小和拉力端移動的距離，求出總功W_總=Fs，根據機械效率的公式求滑輪組的機械效率；
（2）另外一種滑輪組繩子的繞法：繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過下面的動滑輪再向上，依次反復繞，這種繞法有偶數段繩子承擔物重、能改變動力方向．
解答：解：
（1）由圖甲可知，n=3，
∵h=0.1m，
∴s=3h=3×0.1m=0.3m；
當提升G=6.3N的重物時，
W_有=Gh=6.3N×0.1m=0.63J，
W_總=Fs=3N×0.3m=0.9J，
滑輪組的機械效率：
η===70%；
（2）繩子先系在定滑輪上面的固定掛鉤上，然后再繞過下面的動滑輪再向上繞到定滑輪，如圖所示：


故答案為：（1）0.63；70% （2）如圖所示．
點評：本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、機械效率的計算方法，由圖得出n的值，利用好s=nh是本題的關鍵．滑輪組的繞法：如n為奇數，則繩子是系在動滑輪的固定掛鉤上開始繞；如n為偶數，則繩子是系在定滑輪的固定掛鉤上開始繞．