图是测滑轮组的机械效率的装置图。用弹簧测力计拉动绳子自由端,将重为6N钩码从A位置匀速提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A" 位置匀速竖直上升到B" 位置,

图是测滑轮组的机械效率的装置图。用弹簧测力计拉动绳子自由端,将重为6N钩码从A位置匀速提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A" 位置匀速竖直上升到B" 位置,

题型:不详难度:来源:
图是测滑轮组的机械效率的装置图。用弹簧测力计拉动绳子自由端,将重为6N钩码从A位置匀速提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A" 位置匀速竖直上升到B" 位置, 在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为2.5N,则:

(1) 总功是        J。
(2) 滑轮组的机械效率是        
(3) 若将三个钩码减少到两个,该滑轮组的机械效率将     (填:“增大”、“减小”或“不变”)。(3分)
答案
(1)0.375,(2)80%,(3)减小
解析

试题分析:由图可读出物体升高的高度、拉力端移动的距离,知道拉力大小,利用W=Fs求拉力做的总功;利用W=Gh求有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率;使用滑轮组时,做的额外功不变,减少钩码的个数,减少了有用功,因此机械效率会变小。
(1)由图可知,s=15cm=0.15m,h=5cm=0.05m,
拉力做功:
W=Fs=2.5N×0.15m=0.375J,
(2)W=Gh=6N×0.05m=0.3J,

(2)整个滑轮组保持不变,即额外功不变。因为对重物做的功为有用功,减小钩码的个数,即减小了有用功,机械效率就会减小。
点评:使用滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功,额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功,总功是拉力做的功,机械效率等于有用功和总功的比值。滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关,同一滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越大。
举一反三
用滑轮组把一个物体从地面匀速提升h高度,机械效率为。对滑轮组进行处理后,还将该物体从地面匀速提升h高度,机械效率为,发现。则对滑轮组的处理方式是
A.把动滑轮换轻一些的B.换粗一点的绳子拉
C.在绳和轮之间加润滑油D.在轮与轴之间加润滑油

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李明用如图所示的实验装置和质量分别为的小铁块3个(图中未画出)、细线3条。要求利用上述实验装置和小铁块等设计一个实验,探究“使用同一滑轮组提升物体时,滑轮组的机械效率与所提升的物体重力大小的关系”,请写出实验步骤、画出实验数据记录表。(弹簧测力计的量程为0~5N)(7分)
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小亮认为:滑轮组的机械效率由滑轮组本身决定,与被提升的重物无关。请利用如图所示的实验装置和若干个质量已知的钩码设计实验,证明小亮的看法是不正确的。
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如图所示,滑轮组下端用细线吊着边长为0.2m的正方体物块,物块放在水平地面上。若用F1=120N的力竖直向下拉绳子的自由端时,物块对地面的压强为6500Pa;若用力F2竖直向下拉绳子的自由端时,物块以0.1m/s的速度匀速上升,滑轮组的机械效率为80%。不计绳重和轮与轴的摩擦,取g=10N/kg。则
A.动滑轮重150N
B.物块的质量为40kg
C.若以0.2m/s的速度匀速提升物块,滑轮组的机械效率大于80%
D.若以0.2m/s的速度匀速提升物块,竖直向下的拉力大于F2

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请利用图所示的实验装置,设计一个实验,测动滑轮的机械效率,请写出主要实验步骤、画出实验数据记录表。(5分)
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