Question

16．如图为小明测量滑轮组机械效率的实验装置，小明应沿着竖直向上匀速提升总重6N的钩码了，若钩码提升的高度为8cm，由图可知拉力大小为2.4N，有用功为0.48 J，总功为0.576J，该滑轮组的机械效率为83.3%．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计的读数：明确每一个大格和每一个小格代表的示数，根据指针的位置读数；
（2）有用功等于钩码重力和钩码上升高度的乘积，即W_有用=Gh，注意钩码上升高度的单位要换算成米；
（3）总功等于拉力和绳端移动距离的乘积，即W_总=FS，由图可知，用来承重动滑轮的绳子段数为3段，所以绳子移动的距离为物体上升高度的3倍，即s=3h；
（4）机械效率等于有用功和总功的比值，即η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%．

解答 解：图中弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，所以弹簧测力计的示数为2.4N．
该滑轮组做的有用功：W_有=Gh=6N×0.08m=0.48J，
重物有3段绳子承担，
则s=3h=3×0.08m=0.24m，
该滑轮组做的总功：
W_总=Fs=2.4N×0.24m=0.576J，
该滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.48J}{0.576J}$×100%≈83.3%．
故答案为：2.4；0.48；0.576；83.3%．

点评 （1）滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值．
（2）滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关，同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．