Question

如圖所示，動滑輪的重力為30N，物體的重力為270N，若不計繩重和摩擦力，在拉力F作用下，物體以0.2m/s的速度勻速上升，則拉力大小為

 

N，在2s內拉力做的功為

 

J，滑輪組的機械效率為

 

．如果其他條件不變，只改變串繞繩子的方式，則該滑輪組的機械效率將

 

．（選填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析：根據(jù)如圖所示，繞在動滑輪上的繩子有3股，則F=

1

3

G_總，即可求出拉力大�。�
根據(jù)物體的速度可求出物體在2s內上升的高度h，然后可求出繩子自由端移動的距離s=3h，然后利用W=Fs即可求出在2s內拉力做的功；
W_有用=Gh，W_總=Fs，再利用η=

W有用

W總

×100%即可求出滑輪組的機械效率．
因為機械效率等于有用功跟總功的比值，即η=

W有用

W總

×100%，只有當額外功增大或減小時才能體現(xiàn)這個比值的變化，所以只改變纏繞繩子的方式，η不變．

解答：解：G_總=G_滑輪+G_重物=30N+270N=300N，
因為繞在動滑輪上的繩子有3股，所以F=

1

3

G_總=

1

3

×300N=100N，
h=vt=0.2m/s×02s=0.4m，s=3h=3×0.4m=1.2m，
W_總=Fs=100N×1.2m=120J，
η=

W有用

W總

×100%=

W有用

W總

×100%=

Gh

120J

=

270N×0.4m

120J

×100%=90%．
因為總功等于有用功加額外功，機械效率等于有用功跟總功的比值，所以額外功增大或減小時才能體現(xiàn)這個比值的變化，
因此改變串繞繩子的方式，η不變．
故答案為：100；120；90%；不變．

點評：此題考查滑輪組繩子拉力的計算，功的計算，滑輪組的機械效率等多個知識點，綜合性強，難易程度適中，是一道典型的題目．