某班学生在物理实验室中,探究滑轮组的相关知识,用如图所示的滑轮组将一个重 12N 的物体匀速提升 30cm ,所用的拉力为 5N ,不计绳重及摩擦。求:
( 1 )克服动滑轮重力做的功?
( 2 )滑轮组的机械效率?
( 3 )在绳子承受限度内,若用该滑轮组匀速提升 4 个同样都是 12N 的物体,通过计算说明此时滑轮组的效率如何变化?
( 1 ) 3.6J ;( 2 ) 80% ;( 3 )变大
【详解】解:( 1 )将一个重 12N 的物体匀速提升 ,做的有用功是
由图知,绳子的有效段数 ,拉力端移动距离为
拉力做功为
克服动滑轮重力做的功
( 2 )滑轮组的机械效率
( 3 )不计绳重及摩擦,作用在绳子自由端的拉力
动滑轮的重力
本实验中,克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源,若用该滑轮组匀速提升 4 个同样都是 12N 的物体,滑轮组的机械效率
故此时滑轮组的效率变大。
答:( 1 )克服动滑轮重做的功为 0.9J ;
( 2 )滑轮组的机械效率为 80% ;
( 3 )在绳子承受限度内,若用该滑轮组匀速提升 4 个同样都是 12N 的物体,通过计算可知此时滑轮组的效率变大。