在测定如图所示滑轮组的机械效率的实验中,用力F拉动绳端向上移动30厘米的过程中,弹簧秤示数为50牛顿,已知物体重G为120牛顿,求:
(1)有用功为多大?
(2)克服阻力和机械自重做的额外功为多少?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
解:(1)由图可知,n=3,
∵s=3h,s=30cm=0.3m,
∴h=×s=×0.3m=0.1m;
当提升G=120N的重物时,
W有用=Gh=120N×0.1m=12J,
(2)W总=Fs=50N×0.3m=15J,
∵W总=W有用+W额,
∴W额=W总-W有用=15J-12J=3J;
(3)η===75%
答:(1)有用功为12J;
(2)克服阻力和机械自重做的额外功为3J;
(3)滑轮组的机械效率是75%.
由图可知承担物重的绳子股数n=3,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=3h.
(1)知道物重G,求出物体升高的高度h,利用W=Gh求出有用功;
(2)知道拉力大小和拉力端移动的距离,利用W=Fs求出总功;而总功等于有用功与额外功之和,据此求出额外功;
(3)再根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率.
点评:本题考查了学生对有用功、额外功、总功、机械效率的了解与掌握,区分有用功、额外功和总功(从我们做功的目的出发,对我们有用的为有用功,对我们无用但又不得不做的功为额外功,拉力对机械做的功为总功)是本题的关键.
物理学习经验分享:反证法,对一些命题举出反例给予否定。对于“一定”“肯定”等字眼特别有效。