15.(沪科技粤教版选做)在如图所示的滑轮组装置中,用弹簧测力计竖直向上拉动细绳。10 s内将总重为6 N的钩码匀速提升了10 cm,拉力的大小如图所示,则提升钩码的过程中,求:
(1)绳子自由端拉力做的功。
(2)额外功的大小。
(3)滑轮组的机械效率(百分号前保留一位小数)。

(1)绳子自由端拉力做的功。
(2)额外功的大小。
(3)滑轮组的机械效率(百分号前保留一位小数)。
答案
15.(1)0.72 J (2)0.12 J
(3)83.3%
(3)83.3%
解析
【分析】
要解决该滑轮组问题,需按以下思路:1. 确定滑轮组承担物重的绳子段数n,正确读取弹簧测力计的拉力大小;2. 计算绳子自由端移动的距离,利用公式计算总功;3. 计算有用功,通过总功与有用功的差得到额外功;4. 利用有用功和总功的比值计算机械效率,注意单位换算和公式的正确应用。
【解析】
解:由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数n=3;弹簧测力计分度值为0.2N,读数F=2.4N;钩码提升高度h=10cm=0.1m。
(1) 绳子自由端移动的距离:s=nh=3×0.1m=0.3m
绳子自由端拉力做的功(总功):W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
(2) 有用功:W有=Gh=6N×0.1m=0.6J
额外功:W额=W总-W有=0.72J-0.6J=0.12J
(3) 滑轮组的机械效率:η=W有/W总×100%=0.6J/0.72J×100%≈83.3%
【答案】
(1)0.72 J;(2)0.12 J;(3)83.3%
【知识点】
滑轮组的功、机械效率、弹簧测力计读数
【点评】
本题考查滑轮组的功、额外功及机械效率的计算,关键是确定绳子段数、准确读取弹簧测力计示数,注意单位换算,属于基础计算类题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决该滑轮组问题,需按以下思路:1. 确定滑轮组承担物重的绳子段数n,正确读取弹簧测力计的拉力大小;2. 计算绳子自由端移动的距离,利用公式计算总功;3. 计算有用功,通过总功与有用功的差得到额外功;4. 利用有用功和总功的比值计算机械效率,注意单位换算和公式的正确应用。
【解析】
解:由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数n=3;弹簧测力计分度值为0.2N,读数F=2.4N;钩码提升高度h=10cm=0.1m。
(1) 绳子自由端移动的距离:s=nh=3×0.1m=0.3m
绳子自由端拉力做的功(总功):W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
(2) 有用功:W有=Gh=6N×0.1m=0.6J
额外功:W额=W总-W有=0.72J-0.6J=0.12J
(3) 滑轮组的机械效率:η=W有/W总×100%=0.6J/0.72J×100%≈83.3%
【答案】
(1)0.72 J;(2)0.12 J;(3)83.3%
【知识点】
滑轮组的功、机械效率、弹簧测力计读数
【点评】
本题考查滑轮组的功、额外功及机械效率的计算,关键是确定绳子段数、准确读取弹簧测力计示数,注意单位换算,属于基础计算类题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
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