解题思路: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)弹簧测力计运动的速度用v=[s/t]计算;
(2)滑轮组机械效率用η=
W
有
W
总
计算;由于W用=G物h,分析仅增加钩码的个数引起的W用的变化;根据η=1-
W
额
W
总
分析可知;
(3)根据题目所提供的相关信息,找出其它的物理量信息,应根据已知数据中进行最简单的计算就能求出的物理量.
由图可知:动滑轮由3段绳子承担,则滑轮组的绳子段数n=3.
(1)弹簧测力计匀速向上运动的距离:S=nh=3×0.4m=1.2m;
则运动的速度:v=[s/t]=[1.2m/2s]=0.6m/s;
答:弹簧测力计匀速向上运动的速度是0.6m/s.
(2)∵测力计的示数是2.5N;则W总=Fs=2.5N×1.2m=3J;
又W用=2.4J;
∴滑轮组机械效率用η=
W有
W总×100%=[2.4J/3J]×100%=80%;
当仅增加钩码的个数时,由W用=G物h可知:
利用滑轮组时的所做的有用功增加;
而滑轮组的W额没有变化,则W总的增加;
根据η=
W有
W总=
W总−W额
W总=1-
W额
W总可知:
W额
W总在W额不变的条件下,随W总的增加而减小,
所以1-
W额
W总的值增大,即机械效率增大;
答:该滑轮组的机械效率是80%;若仅增加钩码的个数,在不考虑滑轮的摩擦时,该滑轮组有机械效率将增大.
(3)由做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m可求:
物体的重力:G物=
W有
h=[2.4J/0.4m]=6N;
根据滑轮组的绳子段数n=3和重物上升0.4m可求:
弹簧测力计向上运动的距离:S=nh=3×0.4m=1.2m;S=1.2m.
点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率;速度的计算;弹簧测力计的使用与读数;滑轮组及其工作特点.
考点点评: 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,要注意单位换算、公式变形等问题.