Question

如圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置圖，4個鉤碼總重2N．若鉤碼上升的高度為8cm，實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖可知拉力的大小為______N，有用功是______J，總功是______J，該滑輪組的機械效率為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）只有在勻速拉動時，拉力的大小等于彈簧測力計的示數，才能快速準確測出拉力的大小；
（2）彈簧測力計的讀數：明確每一個大格和每一個小格代表的示數，根據指針的位置讀數；
（3）有用功等于鉤碼重力和鉤碼上升高度的乘積，即W_有用=Gh，注意鉤碼上升高度的單位要換算成米；
（4）總功等于拉力和繩端移動距離的乘積，即W_總=FS，由圖可知，用來承重動滑輪的繩子段數為3段，所以繩子移動的距離為物體上升高度的3倍，即S=3h；
（5）機械效率等于有用功和總功的比值，即η=×100%．
解答：解：（1）在實驗操作中應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，這樣彈簧測力計處于平衡狀態，彈簧測力計的示數才反映了拉力的大小；
（2）圖中彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，所以彈簧測力計的示數為0.8N．
（3）該滑輪組做的有用功：W_有=Gh=2N×0.08m=0.16J
∵重物有3段繩子承擔，
∴S=3h=3×0.08m=0.24m
∴該滑輪組做的總功：W_總=FS=0.8N×0.24m=0.192J
∴該滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%≈83.3%．
故答案為：勻速；0.8；0.16；0.192；83.3%．
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．