Question

10．如圖所示是小明同學測滑輪組機械效率的實驗裝置圖．他在2s內做了2.4J的有用功使重物勻速上升了0.4m，不計繩重及摩擦．該滑輪組的機械效率是80%若僅增加鉤碼的個數，在不考慮滑輪的摩擦時，該滑輪組的機械效率將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．拉力做功的功率是1.5W．

Answer 1

分析 （1）先計算總功，滑輪組機械效率用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算；
（2）由于W_用=G_物h，分析僅增加鉤碼的個數引起的W_用的變化；根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{總}-{W}_{額}}{{W}_{總}}$=1-$\frac{{W}_{額}}{{W}_{總}}$分析解答；
（3）拉力做的是總功，由P=$\frac{W}{t}$計算拉力功率．

解答 解：
（1）由圖知，通過動滑輪繩子的段數n=3，測力計的示數是2.5N，
則：W_總=Fs=Fnh=2.5N×3×0.4m=3J，
已知，W_用=2.4J，
所以滑輪組機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2.4J}{3J}$×100%=80%；
（2）當僅增加鉤碼的個數時，由W_用=G_物h可知：
利用滑輪組時的所做的有用功增加；
而滑輪組的W_額沒有變化，則W_總的增加；
根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{總}-{W}_{額}}{{W}_{總}}$=1-$\frac{{W}_{額}}{{W}_{總}}$可知：在W_額不變的條件下，隨W_總增加，機械效率增大；
（3）拉力功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{3J}{2s}$=1.5W．
故答案為：80%；增大；1.5．

點評 本題考查功、機械效率和功率的計算，要能熟練運用公式，關鍵根據滑輪組確定繩子段數n．