题目内容
如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总重6 N,弹簧测力竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示。(摩擦不计)
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(1)由图可知,实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大?
(2)若钩码在3 s内上升0.3 m,则钩码上升的速度为多大?
(3)弹簧测力计拉力做功的功率为多大?
(4)该滑轮组的机械效率为多大?
(5)若在原来的钩码下再增挂两个钩码,该滑轮组的机械效率将如何变化?
【答案】
(1)2.4N;(2)0.1m/s;(3)0.72W(4)83.3%(5)若仅增加两个钩码的个数,由公式η=G/(G+G动)=1/[1+(G动/G)]可知,当G动不变时,η随着钩码重量G的增大而增大,所以该滑轮组的机械功率将变大。
【解析】(1)由图示,弹簧测力计的分度值是0.2N,读出弹簧测力计的示数是F=2.4N;
(2)钩码上升的速度:v=s/t=0.3m/3s=0.1m/s;
(3)若钩码3s内上升0.3m,绳子自由端上升 s=nh=3×0.3m=0.9m,弹簧测力计拉力做的功为:W总=Fs=2.4N×0.9m=2.16J,
所以弹簧测力计拉力做功的功率为P=W总/t=2.16J、3s=0.72W
(4)由于W有用=Gh=6N×0.3m=1.8J。
所以该滑轮组的机械效率为 η=W有用/W总=1.8J/2.06J≈83.3%
(5)若仅增加两个钩码的个数,由公式η=G/(G+G动)=1/[1+(G动/G)]可知,当G动不变时,η随着钩码重量G的增大而增大,所以该滑轮组的机械功率将变大。
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