Question

1．小明用如圖所示裝置進(jìn)行“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)，鉤碼總重6N．當(dāng)他用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速拉動(dòng)細(xì)繩時(shí)，示數(shù)如圖所示．若鉤碼3s內(nèi)上升0.1m，不計(jì)繩重和摩擦．求：
（1）彈簧測(cè)力計(jì)拉力做功的功率；
（2）此滑輪組中動(dòng)滑輪的重力；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）由圖可知繩子自由端拉力的大小，由s=nh可得拉力移動(dòng)的距離s，先求拉力做的總功W，利用功率的公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算功率；
（2）根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)）計(jì)算動(dòng)滑輪的重力．
（3）已知鉤碼重力和上升高度，可以得到有用功；求出了有用功和總功，利用機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算機(jī)械效率．

解答 解：
（1）由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，示數(shù)是F=2.4N，
通過(guò)動(dòng)滑輪繩子段數(shù)n=3，
拉力做的總功為：W_總=Fs=Fnh=2.4N×3×0.1m=0.72J；
拉力的功率為：P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{0.72J}{3s}$=0.24W；
（2）不計(jì)繩重和摩擦F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)），
即：2.4N=$\frac{1}{3}$×（6N+G_動(dòng)），
解得：G_動(dòng)=1.2N；
（3）拉力做的有用功為：W_有用=Gh=6N×0.1m=0.6J；
滑輪組機(jī)械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%．
答：（1）彈簧測(cè)力計(jì)拉力做功的功率為0.24W；
（2）此滑輪組中動(dòng)滑輪的重力為1.2N；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有用功、總功、機(jī)械效率、動(dòng)滑輪重力的計(jì)算，根據(jù)題圖確定n的大小（直接從動(dòng)滑輪上引出的繩子股數(shù)）是本題的突破口，靈活選用公式計(jì)算是關(guān)鍵．