Question

16．小刚同学用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验时，拉线的绕法如图所示，每个钩码重均为0.5N，将钩码匀速向上提升20cm，弹簧测力计移动的距离为60cm，弹簧测力计的示数在为1N，问：
（1）在实验过程中，对钩码做的有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）对于同一滑轮组，在绳子拉力允许的范围内，拉起的物体越重，滑轮组的效率越高，请利用所学知识证明这一点．（绳重及摩擦不计）

Answer 1

分析 （1）由W=Gh可以求出有用功．
（2）由W=Fs求出总功，应用效率公式求出滑轮组效率．
（3）应用效率公式求出滑轮组效率，然后根据效率公式分析答题．

解答 解：（1）有用功：W_有=Gh=0.5N×4×0.2m=0.4J；
（2）总功：W_总=Fs=1N×0.6m=0.6J
滑轮组效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.6J}$×100%≈66.7%；
（3）滑轮组效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{G}_{物}h}{（{G}_{物}+{G}_{动滑轮}）h}$=$\frac{{G}_{物}}{{G}_{物}+{G}_{动滑轮}}$=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{动滑轮}}{{G}_{物}}}$，
G_物越大，滑轮组效率越高．
答：（1）在实验过程中，对钩码做的有用功是0.4J；
（2）滑轮组的机械效率是66.7%；
（3）如上所述．

点评 本题考查了求功、滑轮组效率等问题，应用功的计算公式、效率公式即可正确解题．