Question

14．如圖甲是小楓同學測滑輪組的機械效率的示意圖，已知每個鉤碼的質量為100g，小楓在滑輪鉤子上掛3個鉤碼，再用彈簧測力計拉動繩子自由端，將鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A，勻速上升到B，位置，在這個過程中，彈簧測力計對繩子的拉力為F，彈簧測力計的示數如圖乙所示，則：
（1）彈簧測力計的示數是2.2N．
（2）彈簧測力計移動的距離為15.0cm．
（3）拉力F做的功是0.33J．
（4）滑輪組的機械效率是45.4%，如果在滑輪組的鉤子上再加2個鉤碼，則滑輪組的效率增大（選填：不變，變大或變小，結果保留至1%）

Answer 1

分析 （1）由圖示彈簧測力計確定其分度值，然后讀出示數；
（2）拉力F移動的距離就是A′B′間的長度，使用刻度尺測量物體的長度，讀數時要先認清分度值；
（3）根據圖示確定定滑輪上繩子的段數，定滑輪受到的拉力為彈簧測力計示數的繩子段數倍；利用公式W=Fs，可計算出拉力做的功；
（4）由功的計算公式與效率公式求出滑輪組的效率；使用動滑輪時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會增大．

解答 解：
（1）由圖乙所示可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，示數F=2.2N；
（2）刻度尺的分度值是1cm，拉力是從30.0cm開始上升的，上升到45.0cm處，拉力F移動的距離s=15.0cm=0.150m；
（3）拉力做的功是：W_總=Fs=2.2N×0.15m=0.33J；
（4）由圖可知，與動滑輪相連的繩子段數為：n=3，物體上升的高度為為：h=$\frac{s}{n}$=$\frac{0.15m}{3}$=0.05m；
動滑輪的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{0.3kg×10N/kg×0.05m}{2.2N×0.15m}$×100%≈45.4%；
若在動滑輪下加掛兩個鉤碼，提升物體的過程中，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，增加鉤碼的重，即增大了有用功，機械效率就會增大．
故答案為：（1）2.2；（2）15.0；（2）0.33；（4）45.4%；增大．

點評 本題考查了彈簧測力計、刻度尺的讀數、滑輪組繩子段數的判斷以及功的計算和提高機械效率的方法，是一道綜合題；注意長度測量在記錄數據時應估讀到分度值的下一位．