Question

圖甲是小剛測量滑輪組機械效率的示意圖．實驗時，他用彈簧測力計拉動繩子自由端，將總重為6N的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A'位置勻速豎直上升到B'位置，在這個過程中，彈簧測力計對繩的拉力為F，彈簧測力計的示數如圖乙所示．則：
（1）鉤碼上升的高度是______cm；
（2）拉力F做的功是______J；
（3）滑輪組機械效率是______%；
（4）若僅增加鉤碼的個數，該滑輪組的機械效率將______（填：“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】分析：由圖可讀出物體升高的高度、拉力端移動的距離、拉力大小，利用W=Fs求拉力做的總功，利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑輪組的機械效率；
使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的個數，增大了有用功，因此機械效率會變大．
解答：解：（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，彈簧測力計的示數為2.4N，s=24cm=0.24m，h=8cm=0.08m，
（2）拉力做功：
W_總=Fs=2.4N×0.24m=0.576J，
（3）W_有=Gh=6N×0.08m=0.48J，
η=×100%=×100%≈83.3%；
（2）整個滑輪組保持不變，即額外功不變．因為對重物做的功為有用功，增加鉤碼的個數，即增大了有用功，機械效率就會增大．
故答案為：（1）8；（2）0.576；（3）83.3；（4）增大．
點評：（1）滑輪組做的有用功是提升物體重力做的功，額外功是克服動滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功，總功是拉力做的功，機械效率等于有用功和總功的比值．
（2）滑輪組的機械效率與提升物體的物重有關，同一滑輪組，提升物體重力越大，機械效率越大．