15.如圖示是同學們用來測滑輪組機械效率的實驗裝置.
(1)如果鉤碼總重5.0N,每個滑輪重0.7N,不計繩重與摩擦,則鉤碼靜止時,拉力是1.9N.
(2)為了準確測出滑輪組的機械效率,應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計使鉤碼上升.
(3)如表是某同學測圖所示滑輪組機械效率的實驗記錄,請你幫他完成未填寫的實驗數(shù)據(jù).
項    目鉤碼重
G/N
拉力
F/N
鉤碼上升
的高度h/cm
彈簧測力計移動的距離s/cm有用功
W/J
總功
W/J
機械效率
η
實驗數(shù)據(jù)5.02.510

分析 (1)不計繩重和摩擦時,根據(jù)滑輪組的省力公式F=$\frac{{G}_{物}+{G}_{動}}{n}$計算拉力的大。
(2)根據(jù)二力平衡的知識,物體做勻速直線運動時,受到的力是平衡力;
(3)彈簧測力計移動的距離S和鉤碼上升的高度h的關(guān)系是S=nh,有用功等于鉤碼重和上升高度的乘積,總功等于彈簧測力計拉力和移動距離的乘積,機械效率等于有用功和總功的比值.

解答 解:(1)與動滑輪相連的繩子有3段,根據(jù)省力公式,所以彈簧測力計的拉力F=$\frac{{G}_{物}+{G}_{動}}{n}$=$\frac{5.0N+0.7N}{3}$=1.9N;
(2)實驗中研究的是繩子拉力,只有鉤碼勻速上升時,受到平衡力的作用,彈簧測力計的示數(shù)才等于繩子的拉力;
(3)①鉤碼上升的高度h=10cm,根據(jù)彈簧測力計移動的距離s和鉤碼上升的高度h的關(guān)系,
所以彈簧測力計移動的距離s=nh=3×10cm=30cm;
②有用功等于鉤碼重和上升高度的乘積,則有用功:W有用=Gh=5.0N×0.1m=0.5J;
③總功等于彈簧測力計拉力和移動距離的乘積,
總功:W=Fs=2.5N×0.3m=0.75J;
④機械效率等于有用功和總功的比值,η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.5J}{0.75J}$×100%≈66.7%.
故答案為:(1)1.9;(2)勻速;(3)30;0.5;0.75;66.7%.

點評 (1)根據(jù)滑輪組機械效率計算公式η=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$,實際計算時,也可以用η=$\frac{G}{nF}$計算滑輪組機械效率的大。
(2)同一滑輪組機械效率不是固定不變的,提升物體越重,機械效率越大.

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