Question

小林、小芳同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的装置匀速吊起钩码，并记录了如下实验数据：

钩码重G1/N	动滑轮重G2/N	测力计读数F/N	钩码上升高度h/m	测力计上升距离s/m
2	0.4	0.9	0.2	0.6

根据实验数据，
小林同学计算机械效率的过程如下：
有用功W_有=（G₁+G₂）h=（2十0.4）×0.2J=0.48J
总功W_总=FS=0.9×0.6J=0.54J
机械效率：η=W_有/W_总=0.48J/0.54J=89%
答：当匀速吊起2N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为89%．
小芳计算机械效率的过程如下：
有用功W_有=G₁h=2×0.2J=0.4J
总功W_总=（G₁+G₂）h=（2十0.4）×0.2J=0.48J
机械效率：η=W_有/W_总=0.4J/0.48J=83%
答：当匀速吊起2N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为83%．
她们把解答的过程给老师看，老师让你帮再检查一下．
你认为?两人的解答过程是否正确？如果不正确，各有什么错误？并请你对滑轮组的机械效率的计算作出正确解答．

Answer 1

分析：要解决此题，需要掌握有用功、总功的概念．
知道在滑轮组的机械效率中，有用功是指克服被提升物体重力所做的功；额外功是指克服动滑轮重力及摩擦做的功；总功为有用功与额外功之和，也等于拉力F做的功．

解答：解：在此题中，有用功是指克服钩码重力所做的功．
总功为使用滑轮组时拉力做的功，即W_总=Fs，是有用功与额外功之和．在使用滑轮组时，要除了克服物体的重力，还要克服动滑轮重及不必要的摩擦而做一些额外功．所以额外功是克服动滑轮重力和摩擦做的功．
小林对有用功的解答是错误的，应为W_有用=G₁h=2N×0.2m=0.4J；对总功的求法是正确的．
小芳同学对有用功的计算是正确的，但对总功的计算中忽略了克服摩擦做的功．所以是不正确的．应为W_总=Fs=0.9N×0.6m=0.54J
正确的解答过程应为：
使用滑轮组做的有用功：W_有用=G1h=2N×0.2m=0.4J
所做的总功为：W_总=Fs=0.9N×0.6m=0.54J
所以机械效率为：η=

W有用

W总

×100%=

0.4J

0.54J

×100%≈74.1%
答：当匀速吊起2N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为74.1%．

点评：此题主要是对滑轮组机械效率的计算，一定要掌握有用功、总功、额外功的概念，掌握它们的计算方法．要知道额外功是克服动滑轮重力和摩擦做的功．