Question

如圖所示為“測量滑輪組機械效率”的實驗裝置，鉤碼總重6N，彈簧測力計豎直向上勻速拉動細繩時的示數如圖所示．（摩擦不計）
（1）若鉤碼3S內上升0.1m，則彈簧測力計拉力做功的功率為多大？該滑輪組的機械效率為多大？
（2）若僅增加鉤碼的個數，該滑輪的機械效率將如何變化？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知拉力的大小和拉力移動的距離S，先求拉力做的總功W，再利用功率的公式P=計算功率；
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，利用機械效率公式η=計算機械效率；
（2）額外功不變，改變的是有用功，利用機械效率公式分析即可得知改變了有用功在總功中的比例．
解答：解：
（1）彈簧測力計的示數是F=2.4N；
拉力做的總功為W_總=FS=2.4N×0.3m=0.72J；
拉力的功率為P===0.24W；
拉力做的有用功為W_有用=Gh=6N×0.1m=0.6J；
滑輪組機械效率為η==≈83.3%．
答：拉力的功率為0.24W；滑輪組機械效率為83.3%．
（2）答：由機械效率公式η=可知，增加鉤碼的個數，相當于增加了有用功而額外功不變，有用功與總功的比值增大，所以機械效率增加．
點評：不考慮繩重及摩擦，滑輪組的機械效率與物重和動滑輪重有關：在動滑輪重一定時，提升物重越大，機械效率越高；在提升物重一定時，動滑輪重越小，機械效率越大．