Question

如图所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图．他在5s内做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m，不计绳重及摩擦．请你回答：
（1）小明所用的拉力是多少N？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）根据题目所提供的相关信息，还可以求出其它一些物理量．请从中任选两个并加以解答．

Answer 1

已知：时间t=5s，有用功W_有用=2.4J，物体上升的高度h=0.4m，绳子的股数n=3，
求：（1）拉力F=？；（2）该滑轮组的机械效率η=？；（3）物体的重力G=？；物体上升的速度v=？
解：（1）此弹簧测力计的分度值为0.5N，拉力大小为F=2.5N；
（2）拉力移动的距离s=3h=3×0.4m=1.2m，
拉力做的总功：W_总=Fs=2.5N×1.2m=3J，
该滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）∵W_有用=Gh
∴物体的重力：
G===6N；
物体上升的速度：
v===0.08m/s；
拉力的功率：
P===0.6W．
答：（1）拉力大小为2.5N；
（2）该滑轮组的机械效率为80%；
（3）物体的重力为6N；
物体上升的速度为0.08m/s；
拉力的功率为0.6W．
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）明确弹簧测力计的分度值，来读出拉力的大小；
（2）知道重物上升的高度，根据公式s=nh求出拉力移动的距离；根据公式W=Fs求出小明做的总功，再利用公式η=计算滑轮组机械效率．
（3）不考虑绳重及摩擦，知道有用功和重物上升的高度，还可利用公式G=计算出物体的重力；
知道物体上升的高度和时间，根据公式v=求出物体上升的速度；
知道拉力做的总功和时间，根据公式P=求出拉力的功率．
点评：本题所涉及到的公式特别多，要根据滑轮组确定绳子段数n，然后利用公式认真计算，在计算过程中，要注意单公式变形问题．