在“再探动滑轮“实验中,分别测出绳受到的拉力F、手移动的距离S、钩码所受重力G和上升高度h,改变钩码数量再重复上述步骤2次.(如图所示)(不计绳重和摩擦)
(1)额外功为______(用题中给的物理量符号表示);
(2)只测钩码重G和绳受到的拉力F,机械效率表达式是______;
(3)不测绳受到的拉力,只测钩码重G和______,也能算出机械效率.
解:(1)①图示的装置是提升钩码,克服钩码的重力做的功是有用功,等于钩码重力和提升高度的乘积,即W有用=Gh;
②绳子自由端拉力做的功是总功,等于拉力和绳子自由端移动距离的乘积,即W总=FS;
③绳子自由端移动的距离S和物体提升的高度h之间的关系是S=nh,其中n指的与动滑轮相连的绳子段数.
(2)①该装置的额外功W额外=W总-W有用=FS-Gh;
②只测钩码重G和绳受到的拉力F,机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%;
③不测绳受到的拉力,只测钩码重G和动滑轮重G′,则有用功W有用=Gh;
总功等于对钩码和动滑轮总共做的功,即W总=(G+G′)h;
机械效率:η=×100%=×100%=×100%.
故答案为:(1)FS-Gh;(2)×100%;(3)动滑轮重G′.
对于以提升重物为目的滑轮组来说:
(1)有用功:为达到目的做的功,也就是克服钩码重力做的功;
(2)总功:绳子自由端的拉力做的功,也就是对钩码和动滑轮总共做的功;
(3)额外功:不需要但又不得不做的功,在数值上等于总功和有用功的差;
(4)机械效率:有用功和总功的比值,即η=×100%.
点评:本题考查了滑轮组的有用功、额外功、总功、机械效率的计算,是中考关于滑轮组考查的重点内容.
物理解题技巧分享:物体沉浮:浮力重力相比较,也可比较物液密。物小漂浮悬浮等,物大液密必下沉。