Question

測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率．選用的滑輪每個(gè)重0.6N，每個(gè)鉤碼重2N，彈簧測(cè)力計(jì)的最大量程為2.5N．現(xiàn)掛3個(gè)鉤碼：
（1）要完成此實(shí)驗(yàn)最少需 ______個(gè)定滑輪，______個(gè)動(dòng)滑輪．
（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖．
（3）繩子自由端的拉力至少為 ______N．
（4）在實(shí)驗(yàn)中 ______拉動(dòng)繩子時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.5N，鉤碼升高10cm，則有用功為 ______J，總功為 ______J，機(jī)械效率為 ______．
（5）在實(shí)驗(yàn)中若被提升的物體重力一定，則適當(dāng) ______（填“增加”或“減小”）動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)，就越省力．滑輪組的機(jī)械效率就越 ______．

Answer 1

解：（1）3個(gè)鉤碼的重力=2N×3=6N，6N÷2.5N=2.4，故要用三根繩子承擔(dān)物重，當(dāng)三根繩子承擔(dān)物重時(shí)，至少要用1個(gè)定滑輪和1個(gè)動(dòng)滑輪；
（2）如圖：
（3）物體和動(dòng)滑輪的總重力G=6N+0.6N=6.6N，
繩子自由端的拉力F=6.6N÷3=2.2N．
（4）有用功W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J，
總功W=Fs=2.5N×3×0.1m=0.75J．
機(jī)械效率η=×100%=×100%=80%．
（5）動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，承擔(dān)物重的繩子就越多，也就越省力，但承擔(dān)的動(dòng)滑輪的重力也就越多，額外功就大，故機(jī)械效率就越低．
故本題答案為：（1）1；1；（3）2.2；（4）勻速；0.6；0.75；80%；（5）增加；低．
分析：可以根據(jù)鉤碼的總重力與彈簧測(cè)力計(jì)的最大拉力的關(guān)系得出由幾根繩子承擔(dān)物重，然后確定有幾個(gè)定滑輪和幾動(dòng)滑輪，還要把動(dòng)滑輪的重力包括在內(nèi)，再計(jì)算出繩子自由端的拉力．根據(jù)W_有=Gh計(jì)算有用功，W=Fs計(jì)算總功，有用功與總功的比值即為機(jī)械效率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑輪組的設(shè)計(jì)和組裝、有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算及影響機(jī)械效率的因素．注意在拉動(dòng)繩子時(shí)應(yīng)勻速拉動(dòng)．