Question

如圖為“測量滑輪組機械效率”的實驗裝置，鉤碼總重6N，用2.4N豎直向上的拉力勻速拉動細繩．鉤碼上升0.1m所需的時間為3s．求：
（1）有用功為________J和滑輪組的機械效率為________．
（2）拉力做功的功率________W．
（3）如果將圖中鉤碼只數(shù)增加，此滑輪組的機械效率將________（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

解：（1）W_有用=Gh=6N×0.1m=0.6J
由圖知：此滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=3h=3×0.1m=0.3m
W_總=FS=2.4N×0.3m=0.72J
∴η=×100%=×100%=83.3%．
（2）拉力的功率：P===0.24W．
（3）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，鉤碼只數(shù)增加，即增大了有用功，機械效率就會增大．
故答案為：（1）0.6J，83.3%；（2）0.24W；（3）增大．
分析：（1）有用功等于鉤碼重力和鉤碼上升高度的乘積，即W_有用=Gh；總功等于拉力和繩端移動距離的乘積，即W_總=FS，由圖可知，用來承重動滑輪的繩子段數(shù)為3段，所以繩子移動的距離為物體上升高度的3倍；機械效率等于有用功和總功的比值，即η=×100%．
（2）拉力的功率可以用公式P=計算．
（3）機械效率表示有用功占總功的百分比．用滑輪組提起重物時，對重物做的功為有用功，克服動滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功是額外功．總功是有用功和額外功的總和，所以有用功和額外功的大小都會影響機械效率的大�。�
點評：（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，機械效率等于有用功和總功的比值．
（2）同一滑輪組機械效率不是固定不變的，提升物體越重，機械效率越大．