Question

【題目】用如圖甲所示的裝置探究滑輪組的機械效率η與動滑輪重G動的關(guān)系：（忽略繩重和摩擦）

（1）實驗時，應(yīng)豎直向下_________拉動彈簧測力計；

（2）若重物以0.1m/s的速度勻速上升，則彈簧測力計豎直向下移動的速度為_________m/s.

（3）改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙所示的圖象，分析可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越____________.

（4）分析圖象中的A點可知，被提升物體所受的重力為_________N．

Answer 1

【答案】勻速 0.2 低 3

【解析】

（1）實驗時，應(yīng)勻速豎直向下拉動彈簧測力計；
（2）判斷繩子的有效段數(shù)，根據(jù)繩子自由端移動的距離s與物體升高的高度h的關(guān)系為s=nh推導(dǎo)出繩子自由端移動的速度與物體上升速度的關(guān)系；
（3）分析圖乙得出滑輪組的機械效率和動滑輪的重力的關(guān)系；
（4）忽略繩重和摩擦，故額外功的唯一來源是克服動滑輪的重做的功，根據(jù)公式得到動滑輪的重力。

（1）實驗時，應(yīng)勻速豎直向下拉動彈簧測力計，處于平衡狀態(tài)，此時測力計示數(shù)才等于拉力的大小；

（2）由圖可知，繩子的有效段數(shù)為n=2，因繩子自由端移動的距離s與物體升高的高度h的關(guān)系為：s=nh，兩邊同除以時間t，則有v自=nv物，若重物以0.1m/s的速度勻速上升，則彈簧測力計豎直向下移動的速度為：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s；

（3）根據(jù)圖乙可知，被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低；

（4）分析圖象中的A點可知，動滑輪的重G動=1N，對應(yīng)的機械效率η=75%，設(shè)物體提升的高度為h，W有=Gh，忽略繩重和摩擦，額外功是克服動滑輪的重做的功，W額外=G動h，總功：W總=W有+W額外=Gh+G動h，機械效率，，故G=3N。