Question

如图所示，此图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重力为6N，小明用2.4N的拉力竖直向上匀速拉动

如图所示，此图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重力为6N，小明用2.4N的拉力竖直向上匀速拉动细线（绳重和摩擦忽略不计）．（l）若钩码2s内上升0.1m，则钩码上升的速度为多少？（2）小明拉力做功的功率是多少？该滑轮组的机械效率是多少？（3）当钩码总重力为12N时，该滑轮组的机械效率为多大？（结果保留一位小数）

Answer 1

（1）若钩码2s内上升0.1m，则钩码上升的速度：v=

s

t

=

0.1m

2s

=0.05m/s；
（2）已知：钩码重力G=6N，拉力F=2.4N，g=10N/kg，时间t=2s，高度h=0.1m，钩码总重G′=12N
由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3，则s=3h=3×0.1m=0.3m；
此时拉力做的功是：W_总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
故此时的功率是：P=

W总

t

=

0.72J

2s

=0.36W；
此时有用功是：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J，
故此时的机械效率是：η=

W有用

W总

×100%=

0.6J

0.72J

×100%≈83.3%；
（2）在不计绳重和摩擦的情况下，F=

1

3

（G+G_动），
∴动滑轮的重力是：
G_动=3F-G=3×2.4N-6N=1.2N，
此时滑轮组的机械效率为：
η′=

G′

G′+G动

×100%=

12N

12N+1.2N

×100%≈90.9%．
答：（1）钩码上升的速度为0.05m/s；
（2）小明拉力做功的功率0.36W；该滑轮组的机械效率是83.3%；
（3）当钩码总重力为12N时，该滑轮组的机械效率90.9%．