Question

小明利用如图的装置探究滑轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为lN，不计绳重及摩擦，则有关绳端拉力F，绳端移动距离s，悬挂定滑轮处拉力F_a及提起重物时滑轮组的效率η的说法正确的是（　　）

A．S=3 m，F=2 N，F_a=7 N  η=83.3%

B．S=m，F=2 N，F_a=5 N  η=71.4%

C．S=2m，F=3N，F_a=10N  η=83.3%

D．S=2m，F=3N，F_a=7N  η=83.3%

Answer 1

分析：①由图知，承担物重的绳子有2段；使用滑轮组时，不计绳重和摩擦，提起物体所用的拉力是物重和动滑轮重的二分之一；绳子自由端拉下的长度是物体上升高度的2倍；
②已知物重、动滑轮重，不计绳重和摩擦，利用机械效率变形公式得到滑轮组的机械效率．
③物体在竖直方向处于静止状态，所受合力为零．

解答：解：
①绳子拉下的长度为s=2h=2×1m=2m；
②作用在绳子自由端的拉力为F=

1

2

（G+G_动）=

1

2

×（5N+1N）=3N；
③悬挂定滑轮处拉力F_a=1N+1N+5N=7N；
④滑轮组的机械效率为η=

W有用

W总

×100%=

W有用

W有用+W额

×100%=

Gh

Gh+G动h

×100%=

G

G+G动

×100%=

5N

5N+1N

×100%≈83.3%．
故选D．

点评：此题考查的是滑轮组的特点和机械效率、力的平衡的应用，正确判定承担物重的绳子段数，正确选择滑轮重、熟悉机械效率的变形公式，是解决此题的关键．