Question

15．如圖示是同學(xué)們用來測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）如果鉤碼總重5.0N，每個(gè)滑輪重0.7N，不計(jì)繩重與摩擦，則鉤碼靜止時(shí)，拉力是1.9N．
（2）為了準(zhǔn)確測出滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)使鉤碼上升．
（3）如表是某同學(xué)測圖所示滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)記錄，請你幫他完成未填寫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

項(xiàng)    目	鉤碼重 G/N	拉力 F/N	鉤碼上升 的高度h/cm	彈簧測力計(jì)移動的距離s/cm	有用功 W有/J	總功 W總/J	機(jī)械效率 η
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)	5.0	2.5	10

Answer 1

分析 （1）不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，根據(jù)滑輪組的省力公式F=$\frac{{G}_{物}+{G}_{動}}{n}$計(jì)算拉力的大�。�
（2）根據(jù)二力平衡的知識，物體做勻速直線運(yùn)動時(shí)，受到的力是平衡力；
（3）彈簧測力計(jì)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(jì)拉力和移動距離的乘積，機(jī)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(jì)的拉力F=$\frac{{G}_{物}+{G}_{動}}{n}$=$\frac{5.0N+0.7N}{3}$=1.9N；
（2）實(shí)驗(yàn)中研究的是繩子拉力，只有鉤碼勻速上升時(shí)，受到平衡力的作用，彈簧測力計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)拉力和移動距離的乘積，
總功：W_總=Fs=2.5N×0.3m=0.75J；
④機(jī)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(diǎn)評 （1）根據(jù)滑輪組機(jī)械效率計(jì)算公式η=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$，實(shí)際計(jì)算時(shí)，也可以用η=$\frac{G}{nF}$計(jì)算滑輪組機(jī)械效率的大小；
（2）同一滑輪組機(jī)械效率不是固定不變的，提升物體越重，機(jī)械效率越大．