Question

【題目】小軍同學為了探究“使用動滑輪的省力情況及滑輪組的機械效率”，使用了如圖所示的實驗裝置。實驗前，小軍用輕質彈簧測力計測得動滑輪的重力為1.0N，每個鉤碼的重力為0.5N，實驗過程中，小軍多次改變動滑輪所掛鉤碼的數量，分別記下了每次所掛鉤碼的重力及對應的輕質彈簧測力計示數（見下表）

序號	1	2	3	4	5	6	7	8
動滑輪重G0/N	1.0	1.0	1.3	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
所掛鉤碼的重力G/N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
彈簧測力計示數F/N	0.8	1.2	1.3	1.6	1.8	2.2	2.3	2.7

（1）分析實驗數據可以得到：在動滑輪的重力大于或等于物體的重力的條件下，使用該滑輪組_____（選填“省力”或“不省力”）。

（2）在忽略摩擦、繩重及實驗誤差的條件下，彈簧測力計的示數F與被提升鉤碼重力G以及動滑輪重力G0的關系為_____。

（3）小軍同學又研究了滑輪組水平拉動物體的情況，用另一組滑輪組將重為50N的物塊從位置A勻速直線拉到位置B，請在圖中畫出最省力的繞線方法：

（_______）

物塊移動的距離為_____cm；若此時繩自由端所用拉力為10N，物塊受到的摩擦力為18N，該滑輪組的機械效率為_____。

Answer 1

【答案】不省力 F＝ 3.10 60%

【解析】

第一空．分析表中序號為1、2的兩組數據可以得到：在動滑輪的重力大于或等于物體的重力的條件下，測力計示數大于所掛鉤碼的重力G，故此時使用該滑輪組不省力。

第二空．由圖1可知，承擔貨物和動滑輪額繩子段數為2根，即n＝2，忽略摩擦、繩重及實驗誤差，則彈簧測力計的示數F與被提升鉤碼重力G以及動滑輪重力G0的關系為：

F＝。

第三空．由圖可知，將物塊從位置A勻速直線拉到位置B，當繩子的有效段數最多為3時最省力，根據“奇動偶定”，繩子起電應從動滑輪鉤子開始，如圖：

第四空．由圖知，刻度尺分度值為1mm，以B位置物塊的左邊緣為準，到A位置物塊的左邊緣，物塊移動的距離為44.10cm﹣41.00cm＝3.10cm。

第五空．因此時物塊被水平拉動，克服摩擦力所做的功為有用功，則該滑輪組的機械效率為：

η＝==60%。