Question

（2009?濱湖區模擬）如圖為“測量滑輪組機械效率”的實驗裝置，鉤碼總重6N，彈簧測力計豎直向上勻速拉動細繩時的示數如圖所示．（摩擦不計）
（1）由圖可知，實驗時彈簧測力計對細繩的拉力為多大？
（2）若鉤碼在3s內上升0.3m，則鉤碼上升的速度為多大？
（3）彈簧測力計拉力做功的功率為多大？
（4）該滑輪組的機械效率為多大？若在原來的鉤碼下再取下一個鉤碼，該滑輪組的機械效率將如何變化？

Answer 1

分析：（1）由圖讀出彈簧測力計的示數，即對細繩的拉力；
（2）知道鉤碼上升的高度和所用時間，利用速度公式求鉤碼上升速度；
（3）由滑輪組結構得出承擔物重的繩子股數n=3，則s=3h，利用W_總=Fs求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；
（4）求出有用功W_有用=Gh，利用效率公式求該滑輪組的機械效率；額外功不變，改變的是有用功，利用機械效率公式分析即可知改變了有用功在總功中的比例．

解答：解：（1）由圖示，彈簧測力計的分度值是0.2N，讀出彈簧測力計的示數是F=2.4N；
（2）鉤碼上升的速度：
v=

s

t

=

0.3m

3s

=0.1m/s；
（3）由圖知n=3，s=3h=3×0.3m=0.9m
W_總=Fs=2.4N×0.9m=2.16J；
P=

W

t

=

2.16J

3s

=0.72W；
（4）W_有用=Gh=6N×0.3m=1.8J；
η=

W有用

W總

=

1.8J

2.16J

≈83.3%；
由機械效率公式可知，減少鉤碼的個數，減少了有用功，而額外功不變，所以機械效率減小．
答：（1）彈簧測力計對細繩的拉力為2.4N；
（2）鉤碼上升的速度為0.1m/s；
（3）彈簧測力計拉力做功的功率為0.72W；
（4）該滑輪組的機械效率為83.3%，若在原來的鉤碼下再取下一個鉤碼，該滑輪組的機械效率將減小．

點評：本題考查了有用功、總功、功率、機械效率的計算以及機械效率高低的分析，由圖得出n的值，利用好s=nh是本題的關鍵．