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2s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)弹簧测力计匀速向上运动的速度? (2)该滑轮组
问题描述:
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2s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)弹簧测力计匀速向上运动的速度?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?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如何变化?
(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.
答
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
=0.6m/s;1.2m 2s
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=
×100%=W有 W总
×100%=80%;2.4J 3J
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
=1-W总−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,W额 W总
所以1-
的值增大,即机械效率增大;W额 W总
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
=6N;2.4J 0.4m
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.