Question

16．如图所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图．他做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m，所用的拉力为3N，不计绳重及摩擦．请你回答：
（1）小明所用的拉力做的功是多少？
（2）小明所做额外功是多少？
（3）该滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 首先根据动滑轮由几段承担，来确定滑轮组的绳子段数，然后根据公式逐个计算．
（1）已知拉力，知道重物上升的高度，从而可以计算出拉力移动的距离，根据公式W=Fs求出总功．
（2）知道小明做的有用功和总功，根据W_额=W_总-W_有用计算出额外功；
（3）根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算滑轮组机械效率．

解答 解：
（1）从图可知，动滑轮由3段承担；
拉力移动的距离为：s=3h=3×0.4m=1.2m，
拉力做的总功为：W_总=Fs=3N×1.2m=3.6J；
（2）额外功W_额=W_总-W_有用=3.6J-2.4J=1.2J；
（3）滑轮组机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{2.4J}{3.6J}$×100%≈66.7%．
答：
（1）小明所用拉力做的功是3.6J；
（2）小明需要做的额外功是1.2J；
（3）该滑轮组的机械效率是66.7%．

点评 此题主要考查的是学生对滑轮组总功、额外功、机械效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．