Question

12．某同学测定如图滑轮组的机械效率．他通过滑轮组用2N 的拉力F将重4.2N的物体匀速提升了0.1m的距离，则有用功为0.42J，此滑轮组的机械效率为70%．若要提高该滑轮组的机械效率，实验中可行的操作方法是减轻动滑轮的重力、减小摩擦力减小额外功．（写出一条即可）

Answer 1

分析 （1）已知物体的重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求有用功的大小；
（2）已知拉力的大小和动滑轮上绳子的段数，根据公式W=FS可求总功的大小；利用机械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可求机械效率的大小；
（3）根据机械效率公式的变形可知提高机械效率的方法．

解答 解：（1）有用功为W_有用=Gh=4.2N×0.1m=0.42J；
（2）总功W_总=Fs=F×nh=2N×3×0.1m=0.6J；
机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.42J}{0.6J}$×100%=70%；
（3）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{W}_{额}}$×100%可知，增加物体重力、增大有用功，或减轻动滑轮的重力、减小摩擦力减小额外功可以提高滑轮组的机械效率．
故答案为：0.42；70%；减轻动滑轮的重力、减小摩擦力减小额外功．

点评 本题考查有用功、总功、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用及滑轮组绳子有效股数的确定．难点是能根据机械效率的变形公式得出提高滑轮组机械效率的方法．