Question

在做“測滑輪組機械效率”的實驗中，使用如圖所示的一個定滑輪和一個動滑輪，要求在實驗過程中彈簧測力計牽著繩子的自由端勻速往上拉。

（1）在圖甲中畫出繩子的繞法；
（2）用刻度尺測得物體被提升的高度為20cm，用彈簧測力計測得物體重如圖乙所示，彈簧測力計勻速拉繩子時受到繩子的拉力如圖丙所示，則人的拉力做的功為多少？滑輪組的機械效率為多少？
（3）若滑輪組的各種摩擦都可忽略，用該裝置提升一個重7.2N的物體，此時的機械效率又為多少？

Answer 1

分析：（1）組裝滑輪組繞線時要求線繩自由端向上拉，因此畫繞線時應(yīng)從繩的自由端由外向內(nèi)倒著畫，直至畫到固定端。（2）計算拉力做功和機械效率時，要明確測得的數(shù)據(jù)中有用功、總功對應(yīng)的力和距離，即正確地找出G、h、F、s。拉力做功W_總=Fs，W_有=Gh，其中s=3h（分擔物重的繩子段數(shù)是3）。（3）當提升的物重變化時，拉力的大小也改變了，因此總功不能再用原來的拉力計算。已知忽略滑輪組的各種摩擦，所以總功包括克服物重所做的有用功和克服滑輪重的額外功，額外功W_額=G_動h。則機械效率。
解析：（1）滑輪組繞線如丁圖：

（2）由圖乙、丙讀出G=4.2N，F(xiàn)=2N，已知h=20cm=0.2m，s=3h=3×0.2m=0.6m
拉力做功W_總=Fs=2N×0.6m=1.2J，
有用功W_有=Gh=4.2N×0.2m=0.84J，

正確答案：（1）見解析；　（2）1.2J　　70%　�。�3）80%