Question

小名同學測量滑輪組的機械效率．先用彈簧測力計測出物重G，按圖所示組裝好器材，拉動彈簧測力計使物體勻速上升，用刻度尺分別測出物體上升的高度h和繩端移動的距離S，在物體靜止時讀出拉力的大小F，最后，根據公式η=×100%算出滑輪組的機械效率．則：
（1）若小紅同學借用小名同學的滑輪組提起重物，此時滑輪組的機械效率為80%，在6s內將質量為60kg的重物提高1m．請求解：
①重物上升的速度為多少；
②提起重物的總功是多少；
③拉力的功率為多大？（g=10N/kg）
（2）小名同學在測量機械效率的操作過程存在一處錯誤，請寫出正確的操作方法．

Answer 1

解：（1）①重物上升的速度v===0.167m/s；
②重物的重力：G=mg=60kg×10N/kg=6×10²N
有用功：W_有=G_物h=6×10²N×1m=6×10²J
提起重物的總功：W_總===7.5×10²J；
③拉力的功率：P===1.25×10²W．
（2）彈簧測力計必須在勻速拉動時讀數，而不應是靜止時讀數，所以正確的做法是：用彈簧測力計勻速拉動物體上升，并讀出測力計的示數大小F．
答：（1）①重物上升的速度為0.167m/s；
②提起重物的總功為7.5×10²J；
③拉力的功率為1.25×10²W；
（2）用彈簧測力計勻速拉動物體上升，并讀出測力計的示數大小F．
分析：（1）①利用公式v=可計算重物上升的速度；
②可先求出總功，再利用機械效率的公式計算總功的大小；
③拉力的功率可利用前面求出的總功，用公式P=來求解，這樣比較簡便；
（2）在勻速拉動時讀數和靜止時讀數還是有區別的．
點評：通過本題主要考查了對實驗過程及數據的分析，運用了速度公式、重力公式、機械效率公式、功率公式等基本公式，需要我們對公式的掌握有一定的熟練程度才行．對彈簧測力計在實驗中的拉動情況，要勻速而不是靜止，值得我們注意．