Question

圖是測滑輪組的機械效率的裝置圖。用彈簧測力計拉動繩子自由端，將重為6N鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A' 位置勻速豎直上升到B' 位置， 在這個過程中，彈簧測力計對繩的拉力為2.5N，則：

(1) 總功是        J。
(2) 滑輪組的機械效率是        。
(3) 若將三個鉤碼減少到兩個，該滑輪組的機械效率將     （填：“增大”、“減小”或“不變”）。（3分）

Answer 1

（1）0.375，（2）80%，（3）減小

試題分析：由圖可讀出物體升高的高度、拉力端移動的距離，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做的總功；利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑輪組的機械效率；使用滑輪組時，做的額外功不變，減少鉤碼的個數，減少了有用功，因此機械效率會變小。
（1）由圖可知，s=15cm=0.15m，h=5cm=0.05m，
拉力做功：
W_總=Fs=2.5N×0.15m=0.375J，
（2）W_有=Gh=6N×0.05m=0.3J，
；
（2）整個滑輪組保持不變，即額外功不變。因為對重物做的功為有用功，減小鉤碼的個數，即減小了有用功，機械效率就會減小。
點評：使用滑輪組做的有用功是提升物體重力做的功，額外功是克服動滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功，總功是拉力做的功，機械效率等于有用功和總功的比值。滑輪組的機械效率與提升物體的物重有關，同一滑輪組，提升物體重力越大，機械效率越大。