Question

在“測定滑輪組的機械效率”實驗中：
（1）一位同學(xué)用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)將總質(zhì)量為0.25kg的鉤碼勻速提高了10cm．在這個過程中彈簧測力計的示數(shù)如圖b所示（g取10N/kg）．則作用于繩子自由端的拉力所做的功W=______J，此拉力的功率P=______W，滑輪組的機械效率η=______．
（2）如果這位同學(xué)仍然用圖a的滑輪組，只是把所掛鉤碼減少了三個，此時測得滑輪組的機械效率為η′，則η′與η的大小關(guān)系式η′______η．（選填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

解：（1）圖b中彈簧測力計示數(shù)為1N，即拉力為F=1N，
由于此滑輪組有3段繩子在拉鉤碼，所以拉力移動的距離s=3h=3×0.1m=0.3m，
則拉力做的總功W_總=Fs=1N×0.3m=0.3J．
拉力功率：
P===0.03W；
鉤碼重力：G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N，
所以機械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%；
（2）減少了三個鉤碼，則在額外功不變的情況下，有用功就減少了，所以機械效率就減小了，即η′＜η．
故答案為：（1）0.3；0.03；83.3%；（2）＜．
分析：（1）根據(jù)s=3h求出拉力移動的距離，根據(jù)公式W=Fs求出拉力對物體做的功；根據(jù)公式P=求出拉力功率；根據(jù)公式η===求出滑輪組的機械效率；
（2）機械效率是有用功占總功的比率，而總功是由有用功（對重物做的功）和額外功（機械損耗帶來的）組成．所以改變機械效率的大小有兩種方法：一、在機械不變的情況下（額外功不變），有用功越多，機械效率就越大；二、在有用功不變的情況下（對重物做的功不變），額外功越少（減輕動滑輪的重，加潤滑油等），機械效率就越大．
點評：本題考查的三個考點都比較基礎(chǔ)，適合于已經(jīng)掌握相當(dāng)知識點的同學(xué)用來鞏固所學(xué)．
（1）求滑輪組的機械效率，要抓住拉力做的是總功，重物被提升做的是有用功，繩子有幾段，拉力移動距離就是重物移動距離的幾倍．
（2）機械效率的改變要抓住是有用功變了，還是額外功變了，然后再根據(jù)機械效率的物理意義來判斷．