Question

13．如圖為“測量滑輪組機(jī)械效率”的實驗裝置，鉤碼總重6N，正確操作時彈簧秤的示數(shù)如圖所示．（繩重和摩擦不計）
（1）由圖可知，實驗時彈簧測力計對細(xì)繩的拉力為2.4N．
（2）若鉤碼3s內(nèi)上升0.1m，則拉力做功的功率為0.24 W．
（3）該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%．
（4）若僅增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪組的機(jī)械效率將變大．

Answer 1

分析 （1）由彈簧測力計讀出拉力大�。�
（2）由圖中滑輪組的結(jié)構(gòu)可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，重物上升h，則拉力端移動的距離s=3h，利用W_總=Fs求出拉力做的功；利用P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（3）知道鉤碼總重，利用W_有=Gh求出有用功；然后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求滑輪組的機(jī)械效率．
（4）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的個數(shù)，增大了有用功，因此機(jī)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(shù)為2.4N．
（2）重物由3段繩子承擔(dān)，則s=3h=3×0.1m=0.3m，
所以，拉力做功W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
拉力做功的功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{0.72J}{3s}$=0.24W；
（3）有用功W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
所以，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%．
（4）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(shù)，即增大了有用功，所以機(jī)械效率就會增大．
故答案為：（1）2.4；（2）0.24；（3）83.3%；（4）大．

點(diǎn)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(jī)械效率等于有用功和總功的比值．
（2）滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升物體重力越大，機(jī)械效率越大．