如图所示的定滑轮和动滑轮.被拉起的钩码总重2牛,作用在绳子自由端的实际拉力为0.8牛,绳子自由端移动的距离为0.3米,钩码升高的距离为0.1米.
(1)在图中画出实验时滑轮组上绳的绕法,并用箭头标出拉力F的方向;
通过计算求出以下物理量:
(2)拉力对滑轮组做的总功
(3)滑轮组做的有用功.
(4)该滑轮组的机械效率.
解:(1)绳子的自由端移动0.3m时,钩码升高0.1m,因此有3段绳子承担物重,即从动滑轮上固定绳子,并且拉力的方向向上.如图所示:
(2)作用在绳子自由端的实际拉力为0.8N,绳子自由端移动的距离为0.3m,
则总功:W总=FS=0.8N×0.3m=0.24J;
(3)被拉起的钩码重2N,钩码升高的距离为0.1m,
∴有用功为W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J
(4)η=×100%=×100%≈83.3%.
答:(1)如图所示;
(2)对滑轮组做的总功是0.24J.
(3)滑轮组做的有用功是0.2J.
(4)滑轮组的机械效率为83.3%.
(1)物体被提高的高度为h,绳子末端移动的距离为S,则S=nh,求出绳子段数n后,按“奇动偶定”的原则绕线;
(2)滑轮组绳子末端拉力做的功称为总功,用W总=FS计算;
(3)滑轮组克服被提升钩码做的功称为有用功,用W有用=Gh计算;
(4)机械效率等于有用功和总功的比值,用η=×100%求出.
点评:本题考查滑轮组的特点和绕法,以及有用功、总功、机械效率的计算公式;关键是计算公式的灵活应用.