Question

16．在“測滑輪組機械效率”的實驗中，若3s內將重6N的物體勻速提高20cm，此時彈簧測力計的示數如圖，不計繩重及摩擦，繩子自由端拉力的功率是0.48W，該滑輪組的機械效率是83.3%．

Answer 1

分析 （1）由圖中滑輪組的結構可知承擔物重的繩子股數n=3，重物上升h，則拉力端移動的距離s=3h，讀出彈簧測力計的示數即拉力大小，根據W_總=Fs計算出總功，利用P=$\frac{W}{t}$計算功率；
（2）知道鉤碼總重，根據公式W_有用=Gh計算出有用功，從而根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算出機械效率．

解答 解：（1）由圖知，測力計的示數為2.4N，即拉力F=2.4N，
物體被勻速提高高度：h=20cm=0.2m，繩子自由端移動距離：s=nh=3×0.2m=0.6m，
拉力做功：W總=Fs=2.4N×0.6m=1.44J；
拉力功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.44J}{3s}$=0.48W；
（2）有用功：W_有=Gh=6N×0.2m=1.2J，
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.2J}{1.44J}$×100%≈83.3%．
故答案為：0.48；83.3%．

點評 本題考查了彈簧測力計的讀數、滑輪組機械效率和功率的計算，在計算出關鍵要分清有用功、總功，搞清s與h的關系；W_有用=Gh、W_總=Fs、s=nh．