Question

（2012?安庆二模）小明用如图所示的滑轮组做“测滑轮组机械效率”实验时，将物重G为3.6N的物体匀速提起时，滑轮组的机械效率为75%．
求：
（1）绳子自由端拉力F大小．
（2）设滑轮组的动滑轮重力为G_动，提起物体的重力为G．试通过推导说明：忽略摩擦及绳重时，同一滑轮组，提升物体重力G越大，机械效率就越大．

Answer 1

分析：（1）由图可知滑轮组的有效股数为4，根据滑轮组的机械效率η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

求出绳子自由端拉力的大小；
（2）忽略摩擦及绳重时，额外功为克服动滑轮的重力所做的功，有用功和额外功的和为总功，再根据滑轮组的机械效率得出表达式，进一步得出结论．

解答：解：（1）由图可知n=4，
∵滑轮组的机械效率η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

，
∴拉力F=

G

nη

=

3.6N

4×0.75

=1.2N；
（2）忽略摩擦及绳重时，滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

=

W有用

W有用+W额外

=

Gh

Gh+G动h

=

G

G+G动

=

1

1+ G动 G

，
所以当提升的物体重力增大时，滑轮组机械效率增大．
答：（1）绳子自由端拉力为1.2N；
（2）推导说明如上所示．

点评：本题考查了滑轮组机械效率的计算和提高滑轮组机械效率的方法，关键是知道忽略摩擦及绳重时克服动滑轮的重力所做的功为额外功和公式“η=

G

nF

”公式的灵活运用．