Question

16．如图所示，小穆同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，匀速拉起重为6N的物体，使物体升高了0.2m，则有用功是多少？总功是多少？额外功是多少？机械效率是多少？

Answer 1

分析 首先根据动滑轮由几段承担，来确定滑轮组的绳子段数，然后根据公式逐个计算．
（1）利用W=Gh计算有用功；
（2）弹簧测力计示数即可读出小穆所用的拉力，知道重物上升的高度，从而可以计算出拉力移动的距离，根据公式W=Fs求出总功．
（3）知道小穆做的有用功和总功，根据W_额=W_总-W_有用计算出额外功；
（4）根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算滑轮组机械效率．

解答 解：（1）有用功：W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J；
（2）从图可知，动滑轮由3段承担；弹簧测力计的分度值是0.5N，指针指在2N到3N之间，所以小穆所用的拉力F=2.5N，
则拉力移动的距离为：s=3h=3×0.2m=0.6m，
拉力做的总功为：W_总=Fs=2.5N×0.6m=1.5J；
（3）额外功W_额=W_总-W_有用=1.5J-1.2J=0.3J；
（4）滑轮组机械效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{1.2J}{1.5J}$×100%=80%．
答：有用功是1.2J；总功是1.5J；额外功是0.3J；机械效率是80%．

点评 此题主要考查的是学生对滑轮组总功、额外功、机械效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．