动滑轮使重物升高2米,则绳子自由端升高4米,为什么?

拉力F所做的额外功是对动滑轮做的功，则
W_额=G_轮h=50×3=150J
由图知，n=2，
不计绳重和摩擦，
F=[1/2]（G_轮+G_物）=[50+450/2]=250N；
物体升高的高度为3m，则拉力移动的距离：s=2h=6m，
拉力做功：
W_总=Fs=250N×6m=1500J，
此装置的机械效率：
η=
W有
W总＝
1500−150
1500=90%．
故选：D

点评：
本题考点： 功的计算．

考点点评： 本题考查了使用动滑轮拉力的计算、机械效率的计算、功率的计算，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=[1/n]（G轮+G物）]是本题的突破口．

（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．
（2）第3次数据中，有用功W_有用=Gh=6N×0.2m=1.2J，
总功W_总=Fs=3.3N×0.4m=1.32J，
机械效率η=
W有用
W总×100%=[1.2J/1.32J]×100%=90.9%
（3）①②两次实验中，钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，机械效率也不同，因此说明动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关．
（4）比较①③，同一个机械，动滑轮重力不变，提升的物体重力不同时，机械效率也不同，提的物体越重，机械效率越大，因此小明的观点是错误的．
故答案为：（1）竖直；（2）1.2；1.32；90.9%；（3）①②；有关；（4）①③；错误．

点评：
本题考点： 滑轮（组）机械效率的测量实验．

考点点评： （1）滑轮组的机械效率与提升物体的重力、动滑轮重力、绳子段数及摩擦有关；
（2）同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．

（1）由题知，n=2，
拉力移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力做功：W_总=Fs=100N×4m=400J．
拉力做功功率：
P=[W/t]=[400J/10s]=40W；
（2）使用动滑轮做的有用功：
W_有=Gh=160N×2m=320J，
滑轮组的机械效率：
η=
W有
W总×100%=[320J/400J]×100%=80%．
答：（1）拉力做功400J，拉力的功率为40W；
（2）动滑轮的机械效率为80%．

点评：
本题考点： 功的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．

考点点评： 本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键．

（1）有用功W_有用=Gh=100N×5m=500J，额外功W_额=G_动h=10N×5m=50J，
拉力做功为总功W_总=W_有用+W_额=500J+50J=550J，故A错误、D正确．
（2）拉力做功的功率P=
W总
t=[550J/10s]=55W，故C错误．
（3）机械效率η=
W有用
W总×100%=[500J/550J]×100%≈90.9%，故B错误．
故选D．

点评：
本题考点： 功的计算；机械效率的计算；功率的计算．

考点点评： 本题考查有用功、总功、额外功、机械效率的计算，关键是公式的应用，同时还要知道的是机械效率不可能到100%，因为有用功始终小于总功，机械效率始终小于1．

（1）W_有=Gh=100N×9m=900J．
（2）∵使用的是动滑轮，则n=2，
∴s=2h=2×9m=18m，
∴总功W_总=Fs=60N×9m×2=1080J．
（3）总功率P_总=
W总
t=[1080J/30s]=36W．
（4）η=
W有
W总×100%=[900J/1080J]×100%≈83.3%．
答：（1）有用功是900J；
（2）总功是1080J；
（3）总功率是36W；
（4）动滑轮的机械效率是83.3%．

点评：
本题考点： 功的计算；机械效率的计算；功率的计算．

考点点评： 本题较简单，直接由公式可计算有用功、总功、功率、机械效率．

（1）绳子的自由端移动0.3m时，钩码升高0.1m，因此有3段绳子承担物重，即从动滑轮上固定绳子，并且拉力的方向向上．如图所示：

（2）作用在绳子自由端的实际拉力为0.8N，绳子自由端移动的距离为0.3m，
则总功：W_总=FS=0.8N×0.3m=0.24J；
（3）被拉起的钩码重2N，钩码升高的距离为0.1m，
∴有用功为W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J
（4）η=
W有用
W总×100%=[0.2J/0.24J]×100%≈83.3%．
答：（1）如图所示；
（2）对滑轮组做的总功是0.24J．
（3）滑轮组做的有用功是0.2J．
（4）滑轮组的机械效率为83.3%．

点评：
本题考点： 滑轮组的设计与组装；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 本题考查滑轮组的特点和绕法，以及有用功、总功、机械效率的计算公式；关键是计算公式的灵活应用．

由图示可知，用力提起物体的同时，动滑轮也被提起，由于动滑轮有重力，因此弹簧测力计示数比物体重力一半大；
设动滑轮重力为G_动，由滑轮组公式可得：F₁=
G1+G动
2=
1N+G动
2=0.7N，G_动=0.4N；
F₃=
G3+G动
2=[2.0N+0.4N/2]=1.2N；
故答案为：动滑轮有重力；1.2N．

点评：
本题考点： 动滑轮及其工作特点．

考点点评： 有许多物理中的结论是建立在理想模型条件下得出的，在实际的应用中会出现与结论不一致，是受到了客观条件的影响，而不能说结论有错误．