Question

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)

(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?

Answer

 （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。