Question

1．小明用如圖所示裝置進行“測量滑輪組機械效率”的實驗，鉤碼總重6N．當他用彈簧測力計豎直向上勻速拉動細繩時，示數如圖所示．若鉤碼3s內上升0.1m，不計繩重和摩擦．求：
（1）彈簧測力計拉力做功的功率；
（2）此滑輪組中動滑輪的重力；
（3）該滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）由圖可知繩子自由端拉力的大小，由s=nh可得拉力移動的距離s，先求拉力做的總功W，利用功率的公式P=$\frac{W}{t}$計算功率；
（2）根據F=$\frac{1}{3}$（G+G_動）計算動滑輪的重力．
（3）已知鉤碼重力和上升高度，可以得到有用功；求出了有用功和總功，利用機械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算機械效率．

解答 解：
（1）由圖可知彈簧測力計的分度值為0.2N，示數是F=2.4N，
通過動滑輪繩子段數n=3，
拉力做的總功為：W_總=Fs=Fnh=2.4N×3×0.1m=0.72J；
拉力的功率為：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{0.72J}{3s}$=0.24W；
（2）不計繩重和摩擦F=$\frac{1}{3}$（G+G_動），
即：2.4N=$\frac{1}{3}$×（6N+G_動），
解得：G_動=1.2N；
（3）拉力做的有用功為：W_有用=Gh=6N×0.1m=0.6J；
滑輪組機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%．
答：（1）彈簧測力計拉力做功的功率為0.24W；
（2）此滑輪組中動滑輪的重力為1.2N；
（3）該滑輪組的機械效率為83.3%．

點評 本題考查了有用功、總功、機械效率、動滑輪重力的計算，根據題圖確定n的大�。ㄖ苯訌膭踊�輪上引出的繩子股數）是本題的突破口，靈活選用公式計算是關鍵．