Question

18．如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N．
（1）由图可知拉力大小为2.4 N，
（2）若钩码上升的高度为0.1m，所做的有用功是0.6 J．
（3）该滑轮组的机械效率为83.3%．（百分数表示，保留一位小数）
（4）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）分析一下此滑轮组的机械效率小于100%的原因可能是要克服动滑轮重、绳重及摩擦做额外功．

Answer 1

分析 （1）根据测力计分度值读数；
（2）（3）由图中滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，又知道钩码总重，可以求出有用功、总功，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（4）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的个数，增大了有用功，因此机械效率会变大；
（5）机械效率小于100%，是因为有额外功的存在．

解答 解：（1）由图可知测力计分度值为0.2N，拉力大小为2.4N；
（2）若钩码上升的高度为0.1m，则所做的有用功：
W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
（3）由图可知n=3，则该过程做的总功：
W_总=Fs=Fnh=2.4N×3×0.1m=0.72J；
滑轮组的机械效率为：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%；
（4）滑轮组保持不变，提升相同高度时额外功不变；增加钩码的个数（即增加了物重），则增大了有用功，机械效率就会增大．
（5）使用滑轮组的目的是提升物体到达一定高度，但是在提升物体时把动滑轮和绳子一起提了起来，另外还有绳子之间的摩擦，这些都是不需要又不得不做的额外功，因为有额外功的存在，滑轮组的机械效率总小于100%．
故答案为：（1）2.4；（2）0.6；（3）83.3%；（4）增大；（5）要克服动滑轮重、绳重及摩擦做额外功．

点评 本题测量滑轮组机械效率，考查测力计读数、机械效率的计算及影响效率的因素．