Question

如图所示，是小云同学测量滑轮组机械效率的实验图形，每个钩码的质量为50g，每个滑轮的质量都为50g，不计绳子的重和各种摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升10cm，则人的拉力大小为    N，有用功为    J，机械效率为    （取g=10N/kg，结果保留百分号前一位小数）．

Answer 1

【答案】分析：由图知n=3，则s=3h，
（1）求出钩码的重力和动滑轮的重力，不计绳子的重和各种摩擦，可求拉力的大小；
（2）已知钩码上升的距离，根据公式W=Gh可求有用功的大小；
（3）求出了拉力的大小、拉力端移动的距离，利用公式W=FS可求总功；利用机械效率公式η=×100%求机械效率的大小．
解答：解：由图可知，滑轮组用三段绳子承担物重，则n=3，s=3h=3×0.1m=0.3m，
（1）需要提升的钩码重G_钩码=（50+50）×10^-3kg×10N/kg=1N，
动滑轮的重：G_轮=50×10^-3kg×10N/kg=0.5N，
∵不计绳子的重和各种摩擦，
∴拉力F=（G_钩码+G_轮）=（1N+0.5N）=0.5N，
（2）W_有=G_钩码h=1N×0.1m=0.1J，
（3）W_总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J；
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈66.7%．
故答案为：0.5；0.1；66.7%．
点评：测定滑轮组的机械效率，首先必须明确承担物重的绳子的段数，这样就可以顺利得到距离的关系、力的倍数关系，然后再根据公式去求出总功、有用功、额外功等，并最终算出机械效率的大小．