Question

用如圖所示的滑輪組做“測滑輪組的機(jī)械效率”實驗，已知每個鉤碼的質(zhì)量為100g．
（1）要求用手拉彈簧測力計向上運(yùn)動，在圖上畫出滑輪組繞繩的繞法．
（2）將鉤碼勻速提升20cm，彈簧測力計的示數(shù)為1N，這一過程中，對鉤碼所做的功為________J，滑輪組的機(jī)械效率是________%（取g=10N/kg）．若不計繩重和摩擦，如再增加兩個鉤碼，則滑輪組的機(jī)械效率將為________%．

Answer 1

解：（1）首先確定出繩端的方向，是豎直向上的．然后依次確定繩子的繞法．
故答案為：
（2）由題意知，提升鉤碼的總重為：G=mg=2×0.1kg×10N/kg=2N
所以對鉤碼做的功為：W_有用=Gh=2N×0.2m=0.4J
此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以s=3h=3×0.2m=0.6m
測力計做的總功為：W_總=Fs=1N×0.6m=0.6J
機(jī)械效率為：η=×100%=×100%=66.7%
若不計繩重和摩擦，根據(jù)滑輪組的省力特點，則F=（G_物+G_動），則G_動=3F-G_物=3×1N-2N=1N
當(dāng)再增加兩個砝碼時，物體的重力變?yōu)椋篏′=2N+2N=4N
則F′=（G_物′+G_動）=×（4N+1N）=N
則η′=×100%=×100%=×100%=×100%=80%
故答案為：0.4；66.7；80．
分析：（1）首先根據(jù)題意確定繩子的用力方向，然后確定繩子的繞法．
（2）要掌握功的計算公式：W=Fs．其中對鉤碼做的功是克服物體的重力做的功．W=Gh．
要求滑輪組的機(jī)械效率，還需求出總功，W總=Fs．同時要掌握s與h之間的關(guān)系，s=nh．
根據(jù)機(jī)械效率的公式η==計算出滑輪組的機(jī)械效率．
點評：此題是測量滑輪組的機(jī)械效率．主要考查了滑輪組的組裝，在設(shè)計時，首先確定繩子的方向，根據(jù)繩子末端順次繞線，同時考查了有用功、機(jī)械效率的求法，一定要記清機(jī)械效率的概念及計算公式，區(qū)別開有用功和總功．在第二問中，要知道動滑輪的重力是不變的．