(2008•阜宁县模拟)如图所示是小明同学测动滑轮机械效率的实验装置图,他在2s内做了0.96J的有用功使重物匀速上升了

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  • 解题思路:在测定滑轮组机械效率的实验中,要注意的事项是:弹簧测力计一定要竖直匀速向上拉动.物体上升的高度为h=4m,则弹簧测力计运动的距离为s=2h,再根据公式v=[s/t]计算出弹簧测力计运动的速度;根据弹簧测力计的示数可知,拉力F=1.6N,拉力做的总功为W=Fs=1.6N×8m=1.28J,再根据公式η=

    W

    W

    计算出此滑轮组的机械效率;因为该滑轮组不计绳重和摩擦,因此只有克服动滑轮重做额外功,W=W-W,再根据公式G=

    W

    h

    求出动滑轮的重;因为题目要求解的是最大机械效率,机械效率和物重、摩擦和动滑轮重有关,在此滑轮组中摩擦不计,动滑轮重不再改变,因此,只有当物重最大时机械效率最大,再根据题目中的绳子很结实,告诉我们,绳子的最大拉力等于弹簧测力计的最大示数,即F=5N,在此题中额外功是不变的,故总功最大时,有用功最大,此时机械效率η=W/W最大.

    (1)在测定滑轮组机械效率的实验中,要注意的事项是:弹簧测力计一定要竖直匀速向上拉动.

    拉动速度为:v=[s/t]=[0.4m×2/2s]=0.4 m/s

    (2)拉力所做总功为:W=Fs=1.6N×(0.4m×2)=1.28 J

    机械效率为:η=

    W有

    W总=[0.96J/1.28J]×100%=75%

    (3)所作额外功为:W=W-W=1.28J-0.96J=0.32J

    动滑轮重为:G=

    W额

    h=[0.32J/0.4m]=0.8N

    (4)此实验装置的最大机械效率为:η=

    W有

    W总大=

    W总大−W额

    W总大=

    F大×2h−G动h

    F大×2h=[5N×2h−0.8N×h/5N×2h]×100%=92%

    故答案为:(1)竖直;0.4m/s.(2)75%.(3)0.8N.(4)92%.

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)的机械效率;速度公式及其应用;弹簧测力计的使用与读数;动滑轮及其工作特点.

    考点点评: 此题主要考查以下几个知识点:一是测定滑轮组机械效率实验中的注意事项;二是v=s/t;η=W有/W总;W有=W总-W额等几个公式的熟练运用.