18：小明用如图滑轮组抬高重 5N 的小车,若不考虑摩擦和绳重,请计算下列问题：
(1)若不计动滑轮重量,绳子自由端弹簧测力计的示数是多大？
(2)若考虑动滑轮重量,此时弹簧测力计的示数是 2.5N,则该滑轮组的机械效率是多大?
(3)当动滑轮总量超过多少时,使用该滑轮组抬高该小车不再省力?
解析：
1.解此类题主要是根据重物(小车)在竖直方向上所受的是一对平衡力,即滑轮组对小车的拉力F拉等于小车受到的重力G物。
(1)若不计动滑轮重,由图可知，小车的重力由 4 段绳子承担,即n=4，绳子自由端的拉力，即测力计示数F1为：
F1=G物/n=5N/4=1.25N。
(2)若考虑动滑轮重,要求机械效率,滑轮组做的有用功为克服重力做的功 W有用=G物·h;而做的总功为绳子的拉力F2(即此时测力计示数)所做的功;W总=F2·S,其中:S=4h。
则该滑轮组的机械效率为
η=W有用/W总
=G物·h/F2·S
=G物·h/F2·4h
=5N/2.5N×4
=50%。
(3)若考虑动滑轮重,使用该滑轮组不省力,需满是绳子端拉力F3=G物。
根据滑轮组原理 ，则有
G物 +G动=nF3，则
G动=nF3-G物
=4F3-G物
=4G物-G物
=3G物
=3×5N
=15N，
即当动滑轮重超过15N时，使用该滑轮组不省力。
附：合集有滑轮组的详细知识点。