Question

小文同學在“測定滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖所示的裝置勻速吊起鉤碼，并記錄了如下實驗數據：

鉤碼重 G1/N	動滑輪重 G2/N	測力計拉力 F/N	鉤碼提升高度 h/m	測力計移動距離s/m
4	0.4	1.6	0.1	0.3

根據實驗數據，小文同學計算機械效率的過程如下：
有用功  W_有用=（G₁+G₂）h=（4+0.4）×0.1J=0.44J
總功  W_總=Fs=1.6×0.3J=0.48J
機械效率：η=

W有用

W總

×100%≈97%，
答：當勻速吊起4N重的鉤碼時，該滑輪組的機械效率約為91.7%．
小文同學的計算過程是否正確？如有錯誤，請在下方空白處寫出錯誤之處并對滑輪組的機械效率作出正確解答．

Answer 1

分析：要解決此題，需要掌握有用功、額外功、總功的概念：
在滑輪組的機械效率中，有用功是指克服被提升物體重力所做的功；額外功是指克服動滑輪重力及摩擦做的功；總功為有用功與額外功之和，也等于拉力F做的功．

解答：解：
在此題中，有用功是指克服鉤碼的重力做的功，總功是拉力F做的功．所以小文同學的有用功的計算是錯誤的．
正確的計算過程應為：
有用功：W_有用=Gh=4N×0.1m=0.4J
總功：W_總=Fs=1.6N×0.3m=0.48J
所以滑輪組的機械效率為：η=

W有用

W總

×100%=

0.4J

0.48J

×100%≈83.3%
答：滑輪組的機械效率為83.3%．

點評：此題主要是對滑輪組機械效率的計算，一定要掌握有用功、總功、額外功的概念，掌握它們的計算方法．要知道額外功是克服動滑輪重力和摩擦做的功．此類題目對滑輪組機械效率的理解具有重要作用．