Question

【題目】如圖所示，是測量滑輪組機械效率的實驗裝置．

（1）用彈簧測力計豎直向上緩慢拉動重為5N的鉤碼，由圖示可知拉力大小為 N，將彈簧測力計向上移動12cm，則鉤碼上升的高度為 cm，該滑輪組的機械效率是 （結果保留到0.1%）．

（2）提高機械效率的主要辦法是改進結構，使它更輕巧．若如圖裝置中動滑輪的重為G1，用它提升一重物，滑輪組的機械效率為75%；改用一個輕質材料制作的重為G2的動滑輪后，再提升同一重物，滑輪組的機械效率提高到了90%，則G2與G1之比為 （不計繩重及各處的摩擦）．

Answer 1

【答案】（1）2.4；4；69.4%；（2）1：3

【解析】試題分析：（1）由圖知，測力計的分度值為0.2N，示數為2.4N；由圖知，滑輪組由3段繩子承擔物重，由題意知，s=12cm，則h=s=1/3×12cm=4cm；η=W有用/W總×100%=Gh/Fs×100%≈69.4%；（2）使用一個重力為G1的動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組勻速提升一個重物G，設把重物G提起h，此時滑輪組的機械效率為：η=W有用/W總=Gh/(G+G1)h=G/(G+G1)，所以，75%=G/(G+G1)，所以，G1=G﹣﹣①，同理使用一個重力為G2的動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組勻速提升一個重物G，設把重物G提起h，此時滑輪組的機械效率為：90%=G/(G+G2)，所以，G2=G﹣﹣②，①/②得，G2/G1=1：3。