Question

7．小麗用如圖裝置探究動滑輪的使用特點．使1N的重物以0.3m/s的速度勻速上升，所用拉力為0.7N，此時動滑輪的機械效率是71.4%，拉力的功率是0.42W．若不計摩擦，動滑輪沒能省一半力的主要原因是動滑輪有重力．

Answer 1

分析 動滑輪繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出動滑輪的機械效率，根據(jù)v_繩=nv_物求出繩子自由端移動的速度，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力的功率；不考慮摩擦和繩重時滑輪組的拉力F=$\frac{1}{n}$（G+G_動），據(jù)此分析動滑輪沒能省一半力的主要原因．

解答 解：由圖可知，n=2，則動滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{1N}{2×0.7N}$×100%≈71.4%；
繩子自由端移動的速度：
v_繩=nv_物=2×0.3m/s=0.6m/s，
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩=0.7N×0.6m/s=0.42W；
不計摩擦、繩重和動滑輪重的情況下，動滑輪省力一半的力，由于動滑輪的重力存在，因此動滑輪沒有省力一半．
故答案為：71.4%；0.42；動滑輪有重力．

點評 本題考查了動滑輪機械效率、拉力功率的計算以及動滑輪沒能省一半力的主要原因，要注意公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%的推導和應用．