Question

如图是用动滑轮拉物体A使其在水平面上做匀速直线运动的示意图，若想测量此动滑轮的机械效率，请你回答下列问题：
（1）本实验需要用到的测量器材有弹簧测力计和______．
（2）为了测量物体A受到的摩擦力，可以先将物体A放在水平面上直接用弹簧测力计拉着做______运动，记下弹簧测力计的示数．根据______知识，可以测出摩擦力．然后安上动滑轮进行下一步实验．
（3）若物体A在大小为F的水平拉力作用下，向左匀速移动的距离为S，它受到水平面的摩擦力为f．则可推导出此动滑轮的机械效率为η=______．（用题中字母表示）
（4）当物体A在拉力F作用下沿水平方向向左匀速移动3m时，测得拉力F为200N，则拉力F所做的功是______J，若此滑轮的机械效率是80%，物体A所受的摩擦力是______N．（不计滑轮重）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据η=×100%可知，要测如图动滑轮的机械效率，需利用弹簧测力计测出物体A受到的摩擦力和绳子的拉力，利用刻度尺测出物体A移动的距离和绳端移动的距离；
（2）根据二力平衡的知识可知，只有让木块在水平板面上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数才能等于木块A受到的摩擦力；
（3）动滑轮绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，利用W=Fs分别求出有用功和总功，再根据η=×100%得出此动滑轮的机械效率；
（4）先求出拉力F作用下绳端移动的距离，再根据W=Fs求出拉力F所做的功总功，再根据（3）中的表达式求出滑轮的机械效率为80%时物体A所受的摩擦力．
解答：解：
（1）本实验需要用到的测量器材不仅有弹簧测力计，还需要刻度尺测出物体A移动的距离和绳端移动的距离；
（2）用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小；
（3）动滑轮绳子的有效股数为2，绳端移动的距离s_绳=nS=2S，
根据W=Fs可得：
W_有=fS，W_总=FS_绳=2FS，
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%；
（4）拉力F所做的功：
W_F=2FS=2×200N×3m=1200J，
根据η=×100%可得：
滑轮的机械效率为80%时物体A所受的摩擦力：
f=2Fη=2×200N×80%=320N．
故答案为：
（1）刻度尺；
（2）匀速直线；二力平衡；
（3）×100%；
（4）1200；320．
点评：本题考查了滑轮组机械效率的测量，涉及到二力平衡条件的应用、功和滑轮组机械效率的计算等，知道实验的原理是关键．