Question

測定一個定滑輪和一個動滑動組成的滑輪組的機械效率，裝置如圖所示．
（1）實驗器材除滑輪組外，還有鉤碼、鐵架臺、刻度尺、長約2m細繩，還缺少的器材是    若沒有刻度尺    （填能或不能）測出機械效率；
（2）向上拉彈簧秤時，應使鉤碼    上升一段距離；
（3）若每個鉤碼重10N，鉤碼上升的高度是30cm，彈簧秤示數是12N，則對滑輪組做的有用功為    ，總功為    ，機械效率為    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）在測量滑輪組的機械效率時，需要測量物體的重力、物體上升的高度、拉力、繩端移動的距離，根據機械效率的概念計算．
（2）根據二力平衡的條件可知，只有勻速拉動滑輪時，彈簧測力計的示數才和拉力的大小相等．
（3）根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，根據機械效率公式求出滑輪組的機械效率．
解答：解：（1）在測量機械效率時，要測量物體的重力和繩端的拉力，所以要用到彈簧測力計．
有用功是克服物體的重力做的功W_有用=Gh；總功是拉力F做的功W=Fs，繩子的有效股數n=3
所以滑輪組的機械效率為η====．
（2）在測量過程中，為了準確測量拉力需要使測力計做勻速直線運動．
（3）有用功是克服物體的重力做的功，所以W_有用=Gh=30N×0.3m=9J；
總功是拉力F做的功，所以W_總=Fs=Fnh=12N×3×0.3m=10.8J；
滑輪組的機械效率為η=×100%=×100%≈83.3%．
故答案為：（1）彈簧測力計；（2）勻速；（3）9J，10.8J，83.3%．
點評：本題考查了二力平衡的條件的應用、繩端移動距離s與物體上升高度h之間的關系、機械效率的求法及滑輪組的連接，關鍵是掌握測量滑輪組機械效率的原理．