Question

如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示．（摩擦不计）
（1）由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大？
（2）若钩码在3s内上升0.3m，则钩码上升的速度为多大？
（3）弹簧测力计拉力做功的功率为多大？
（4）该滑轮组的机械效率为多大？若在原来的钩码下再取下一个钩码，该滑轮组的机械效率将如何变化？

Answer

（1）由图读出弹簧测力计的示数，即对细绳的拉力；
（2）知道钩码上升的高度和所用时间，利用速度公式求钩码上升速度；
（3）由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，利用W总=Fs求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；
（4）求出有用功W有用=Gh，利用效率公式求该滑轮组的机械效率；额外功不变，改变的是有用功，利用机械效率公式分析即可知改变了有用功在总功中的比例．
【解析】
（1）由图示，弹簧测力计的分度值是0.2N，读出弹簧测力计的示数是F=2.4N；
（2）钩码上升的速度：
v===0.1m/s；
（3）由图知n=3，s=3h=3×0.3m=0.9m
W总=Fs=2.4N×0.9m=2.16J；
P===0.72W；
（4）W有用=Gh=6N×0.3m=1.8J；
η==≈83.3%；
由机械效率公式可知，减少钩码的个数，减少了有用功，而额外功不变，所以机械效率减小．
答：（1）弹簧测力计对细绳的拉力为2.4N；
（2）钩码上升的速度为0.1m/s；
（3）弹簧测力计拉力做功的功率为0.72W；
（4）该滑轮组的机械效率为83.3%，若在原来的钩码下再取下一个钩码，该滑轮组的机械效率将减小．