Question

5．如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重为6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示（摩擦不计）．
（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3s内上升0.1m，則弹簧测力计拉力做功的功率为多大？
（3）该滑轮组的机械效率为多大？

Answer 1

分析 （1）由图读出弹簧测力计的示数，即对细绳的拉力；
（2）由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，利用W_总=Fs求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$即可求出滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）由图示可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是F=2.4N；
（2）由图知n=3，s=3h=3×0.1m=0.3m
W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.72J}{3s}$=0.26W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{6N}{3×2.4N}$×100%≈83.3%．
答：（1）由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为2.4N；
（2）若钩码3s内上升0.1m，則弹簧测力计拉力做功的功率为0.26W；
（3）该滑轮组的机械效率为83.3%．

点评 本题关键：一是使用滑轮组承担物重的绳子股数n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是利用好推导公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$．