题目

如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，10s内绳子的自由端拉下16m，此过程所做的额外功是800J，若绳重和摩擦不计，求： （1）拉力F的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）动滑轮的总重．

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

已知：物重G=1000N，时间t=10s，拉力移动距离s=16m，n=4，额外功W额=800J 求：（1）拉力F的功率P=？；（2）滑轮组的机械效率η=？；（3）动滑轮的总重G动=？ （1）由图可知，绕过动滑轮的绳子股数为4根， 因为绳子移动的距离与物体上升的高度之间的关系是：s=4h， 则物体上升的高度：h= s 4 = 16m 4 =4m， 克服物体重力做的功：W有用=Gh=1000N×4m=4000J， 拉力做的功：W总=W有用+W额=4000J+800J=4800J， 所以拉力的功率：P= W总 t = 4800J 10s =480W； （2）滑轮组的机械效率：η= W有用 W总 ×100%= 4000J 4800J ×100%≈83.3%； （3）∵W额=G动h， ∴动滑轮的总重为：G动= W额 h = 800J 4m =200N． 答：（1）绳自由端拉力的功率是480W． （2）滑轮组的机械效率是83.3%． （3）动滑轮的总重是200N．

考点梳理

初中二年级物理试题“如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，10s内绳子的自由端拉”旨在考查同学们对 滑轮（组）的机械效率、 功率的计算、 滑轮（组）中拉力的计算、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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• 滑轮（组）的机械效率
• 功率的计算
• 滑轮（组）中拉力的计算

考点名称：滑轮（组）的机械效率

滑轮组的机械效率：

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：

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 ;

④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。

提高滑轮组机械效率的方法:

1.影响滑轮组机械效率的因素

滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：

若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为

讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。

2.提高滑轮组机械效率的方法

(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。