10. 如图11-8-4所示,用重为0.5 N的动滑轮将重为2 N的钩码匀速提升0.5 m,忽略绳的重力和摩擦力,求：
(1)作用在绳自由端的拉力。
(2)此过程中做的有用功、总功和额外功。
(3)此过程中动滑轮的机械效率。
答案：
(1)因为忽略绳的重力和摩擦力，所以$F=\frac {G_{物}+G_{动}}{2}=1.25N$
(2)$W_{有用}=G_{物}h=1J$，$W_{总}=Fs=1.25J$，$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=1.25J - 1J = 0.25J$
(3)$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =80\%$
11. 提高机械效率可充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益具有重要意义。某实验小组根据生活经验,对影响滑轮组机械效率的因素做出如下猜想：
猜想1：滑轮组的机械效率与承担动滑轮重和物重的绳子段数有关。
猜想2：提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
猜想3：物体提升的高度越高,滑轮组的机械效率越高。
小明利用图11-8-5所示滑轮组进行实验探究,每个滑轮质量相等,实验得到的数据如下表所示。
|实验序号|物体重$G$/N|物体提升高度$h$/cm|拉力$F$/N|绳自由端移动距离$s$/cm|机械效率$\eta$/|
|①|2|2|1|6|66.7|
|②|3|2|1.4|6|71.4|
|③|2|2|1.5|4| |
(1)本实验中用到的测量工具有弹簧测力计和
刻度尺
。
(2)实验过程中,应在竖直方向上缓慢拉动弹簧测力计,使钩码
匀速
升高。
(3)第③次实验数据是用图
(a)
所示滑轮组做的实验,实验中所做的有用功为
0.04
J,滑轮组的机械效率是
66.7%
(保留到0.1%)。
(4)分析第
①和③
次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与承担滑轮重和物重的绳子段数无关。分析以上实验数据可以发现：在滑轮组一定时,提升物体越重,机械效率越
高
。
答案：
(1)刻度尺
(2)匀速
(3)(a) 0.04 66.7
(4)①和③ 高
12. 用滑轮组吊起重为100 N的物体,人站在地面上向下拉绳,拉力是31.25 N,使物体匀速上升4 m,滑轮组工作时的机械效率为80%。
(1)人做了多少功？
(2)滑轮组上有几段绳子承担物体的重力？
(3)画出这个滑轮组绕绳示意图。
答案：(1)$W_{有用}=G_{物}h=400J$，$W_{总}=\frac {W_{有用}}{η}=\frac {400J}{80\% }=500J$
(2)$s=\frac {W_{总}}{F}=16m$，$n=\frac {s}{h}=4$
(3)见图答11 - 8 - 1
