Question

4．某同學利用滑輪組勻速提升重物，并用彈簧秤測出繞在滑輪組上繩的拉力等，得到下列一組數(shù)據(jù)：

滑輪個數(shù)	重物重/N	重物上升 距離/m	拉力/N	彈簧秤移動 距離/m	所用時間/s
兩個定滑輪 兩個動滑輪	4.9	0.1	1.47	0.5	5

試求：
（1）根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)在如圖中畫出這個滑輪組的繞線方法．
（2）彈簧秤移動的速度是多少？
（3）滑輪組的機械效率是多少？
（4）總功率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=nh確定繩子的股數(shù)，然后繞制滑輪組；
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計算彈簧秤移動的速度；
（3）利用W=Gh求出有用功，利用W=Fs求出總功，再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算滑輪組的機械效率；
（4）利用P=$\frac{W}{t}$計算總功率．

解答 解：（1）因為s=nh，
所以n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.5m}{0.1m}$=5，
所以，與動滑輪相連的繩子應有5段，滑輪組的繞線如圖所示：
（2）彈簧稱移動的速度：v=$\frac{{s}_{稱}}{t}$=$\frac{0.5m}{5s}$=0.1m/s；
（3）有用功：W_有=Gh=4.9N×0.1m=0.49J，
總功：W_總=FS_稱=1.47N×0.5m=0.735J，
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.49J}{0.735J}$≈66.7%；
（4）總功率：P_總=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{0.735J}{5s}$=0.147W．
答：（1）滑輪組的繞線方法見解答圖．
（2）彈簧秤移動的速度是0.1m/s；
（3）滑輪組的機械效率是66.7%；
（4）總功率是0.147W．

點評 此題綜合考查了滑輪繩子的繞法、速度的計算、功和功率、機械效率的計算，是一道綜合性很強的題目，關鍵是滑輪組繩子有效股數(shù)的確定．