题文

用一个定滑轮和一个动滑轮组装滑轮组有两种绕线方法．聪聪和明明各选取一种方法做实验． （1）聪聪采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组．他通过滑轮组用2N的拉力F将重4.2N的物体匀速提升了0.1m的距离，则有用功为______J，此滑轮组的机械效率是______． （2）明明采取了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助明明在图乙中画出滑轮组的绕线．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由图甲可知，n=3， ∵h=0.1m， ∴s=3h=3×0.1m=0.3m； 当提升G=4.2N的重物时， W有=Gh=4.2N×0.1m=0.42J； （2）W总=Fs=2N×0.3m=0.6J， 滑轮组的机械效率： η= W有 W总 ×100%= 0.42J 0.6J ×100%=70%． （2）如图，从定滑轮下面挂钩绕起，依次绕过动滑轮、定滑轮而成． 故答案为：0.42，70%，绕法见右图．

据专家权威分析，试题“用一个定滑轮和一个动滑轮组装滑轮组有两种绕线方法．聪聪和明明各..”主要考查你对  功的计算，有用功和额外功，滑轮（组）的机械效率，滑轮组的设计与组装  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算有用功和额外功滑轮（组）的机械效率滑轮组的设计与组装

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：有用功和额外功

• 有用功，额外功与总功：
  

  名称	定义	符号	公式	实例
  有用功	使用机械做功时对人们有用的功	W有	W有=Gh	从井中打水时提水所做的功
  额外功	对人们没有用但又不得不做的功	W额	——	从井中打水时提水桶和绳子所做的功
  总功	有用功与额外功之和	W总	W总=W有+W额	从井中打水时手的拉力所做的功

• 区分有用功和额外功：
      区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。例如：用桶将水从水井中提出来，提水是我们需要的，而提桶是不需要，但又不得不做的功，故克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功；如果是一只桶掉入水井里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶重做的是有用功，而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。

•  计算有用功，额外功和总功的方法：
  1. 总功的计算：
  （1）定义法：W_总=Fs
  （2）总功等于有用功和额外功之和，即W_总=W_有用+W_额外
  （3）公式法：
  2. 有用功的计算方法：
  （1）定义法：W_有用=Gh
  （2）W有用=W_总-W_额外
  （3）公式法：
  3. 额外功的计算方法：
  （1）定义法：
  （2）W_额外=W_总-W_有用
  （3）公式法：

考点名称：滑轮（组）的机械效率

• 滑轮组的机械效率：
  

  有用功	W有用=Gh
  总功	W总=Fs W总=Gh+G动h (不计绳重，摩擦）
  额外功	W额外=W总-W有用 W额外=G动h (不计绳重，摩擦）
  机械效率	（n为承担重物绳的股数） (不计绳重,摩擦)

• 测量滑轮组的机械效率:
  ①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
  ②原理：η=
  ③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ；