Question

用如圖所示的滑輪組做“測滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)，已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為100g．
（1）要求用手拉彈簧測力計(jì)向上運(yùn)動(dòng)，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(jì)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(jì)繩重和摩擦，如再增加兩個(gè)鉤碼，則滑輪組的機(jī)械效率將為

 

%．

Answer 1

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(jì)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(shí)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=

W有用

W總

=

Gh

Fs

計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率．

解答：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(jì)做的總功為：W_總=Fs=1N×0.6m=0.6J
機(jī)械效率為：η=

W有用

W總

×100%=

0.4J

0.6J

×100%=66.7%
若不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)滑輪組的省力特點(diǎn)，則F=

1

3

（G_物+G_動(dòng)），則G_動(dòng)=3F-G_物=3×1N-2N=1N
當(dāng)再增加兩個(gè)砝碼時(shí)，物體的重力變?yōu)椋篏′=2N+2N=4N
則F′=

1

3

（G_物′+G_動(dòng)）=

1

3

×（4N+1N）=

5

3

N
則η′=

G′h

F′s

×100%=

G′h

F′3h

×100%=

G′

3F′

×100%=

4N

3× 5 3 N

×100%=80%
故答案為：0.4；66.7；80．

點(diǎn)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(jì)時(shí)，首先確定繩子的方向，根據(jù)繩子末端順次繞線，同時(shí)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(jì)算公式，區(qū)別開有用功和總功．在第二問中，要知道動(dòng)滑輪的重力是不變的．