Question

用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”实验，已知每个钩码的质量为100g．
（1）要求用手拉弹簧测力计向上运动，在图上画出滑轮组绕绳的绕法．
（2）将钩码匀速提升20cm，弹簧测力计的示数为1N，这一过程中，对钩码所做的功为________J，滑轮组的机械效率是________%（取g=10N/kg）．若不计绳重和摩擦，如再增加两个钩码，则滑轮组的机械效率将为________%．

Answer 1

解：（1）首先确定出绳端的方向，是竖直向上的．然后依次确定绳子的绕法．
故答案为：
（2）由题意知，提升钩码的总重为：G=mg=2×0.1kg×10N/kg=2N
所以对钩码做的功为：W_有用=Gh=2N×0.2m=0.4J
此滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h=3×0.2m=0.6m
测力计做的总功为：W_总=Fs=1N×0.6m=0.6J
机械效率为：η=×100%=×100%=66.7%
若不计绳重和摩擦，根据滑轮组的省力特点，则F=（G_物+G_动），则G_动=3F-G_物=3×1N-2N=1N
当再增加两个砝码时，物体的重力变为：G′=2N+2N=4N
则F′=（G_物′+G_动）=×（4N+1N）=N
则η′=×100%=×100%=×100%=×100%=80%
故答案为：0.4；66.7；80．
分析：（1）首先根据题意确定绳子的用力方向，然后确定绳子的绕法．
（2）要掌握功的计算公式：W=Fs．其中对钩码做的功是克服物体的重力做的功．W=Gh．
要求滑轮组的机械效率，还需求出总功，W总=Fs．同时要掌握s与h之间的关系，s=nh．
根据机械效率的公式η==计算出滑轮组的机械效率．
点评：此题是测量滑轮组的机械效率．主要考查了滑轮组的组装，在设计时，首先确定绳子的方向，根据绳子末端顺次绕线，同时考查了有用功、机械效率的求法，一定要记清机械效率的概念及计算公式，区别开有用功和总功．在第二问中，要知道动滑轮的重力是不变的．