Question

某實驗小組利用如圖所示的裝置測滑輪組機械效率，記錄數據如下表：


（1）實驗時，應沿豎直方向     拉動彈簧測力計.
（2）第②次實驗中，拉力做的總功是     J，滑輪組做的有用功是     J，滑輪組的機械效率=     %（結果保留一位小數）.

Answer 1

（1）勻速          （2）0.72       0.6     83.3

試題分析：在測機械效率的試驗中：只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數穩定。重物和動滑輪有三段繩子承擔，繩子移動的距離物體升高距離的3倍。知道物重、物體升高的距離、彈簧測力計的拉力、彈簧測力計移動的距離，求出機械效率。實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定。W_總=FS=2.4N×0.3m=0.72J．W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J．有用功W_有用=Gh，總功W_總=Fs=F?nh，則滑輪組機械效率η=W_有/W_總=Gh/Fnh=G/Fn=6N/2.4N×3×100%=83.3%；根據第1次和第2次數據可知，提升高度相同時，物重不同，機械效率不同，可見，機械效率可能與物體的重力有關。
點評：物體升高的高度為h，繩子自由端移動的距離為S，二者之間的關系是S=nh，n指與動滑輪相連的繩子段數；使用滑輪組時，額外功主要消耗在克服動滑輪重力、繩子重力及摩擦上，增加鉤碼的重力，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，機械效率變大。