Question

如图所示的装置是用实验室中的滑轮组成的滑轮组．
（1）若用3N的拉力可使重6N的物体匀速上升，求滑轮组的机械效率．
（2）如果动滑轮重是2N，除动滑轮外，摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10%，要使该滑轮组的效率η满足50%≤η≤80%，求所吊物体重力的范围．

Answer

（1）知道物重、拉力和绳子股数，根据公式η====求出机械效率；
（2）根据题意可知，当滑轮组效率为50%时，克服动滑轮重做的额外功占总功的40%；当滑轮组效率为80%时，克服动滑轮重做的额外功占总功的10%，据此可以解出物体的重力范围．
【解析】
（1）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%；
（2）设动滑轮重为G动，
当机械效率为50%时，摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10%，
所以有用功W有用=Gh=50%W总，
克服动滑轮重做的额外功：W额=G动h=40%W总，
解得G=2.5N；
当机械效率为80%时，摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10%，
所以有用功W有用=Gh=80%W总，
克服动滑轮重做的额外功：W额=G动h=10%W总，
解得G=16N；
所吊物体重力的范围2.5 N≤G≤16 N．
答：（1）滑轮组的机械效率为66.7%；
（2）所吊物体重力的范围是2.5 N≤G≤16 N．