15. 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。

15.解:(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,
示数为2.4 N,承担物重的绳子股数$n=3$,绳
子自由端移动的距离$s=nh=3× 0.1\ \mathrm{m}=$
0.3 m,
绳子自由端拉力做的功:
$W_{\mathrm{总}}=Fs=2.4\ \mathrm{N}× 0.3\ \mathrm{m}=0.72\ \mathrm{J}$。
(2)滑轮组所做的有用功:
$W_{\mathrm{有用}}=Gh=6\ \mathrm{N}× 0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$,
额外功的大小:
$W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有用}}=0.72\ \mathrm{J}-0.6\ \mathrm{J}=0.12\ \mathrm{J}$。
(3)滑轮组的机械效率:
$\eta =\dfrac {W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}× 100\% =\dfrac {0.6\ \mathrm{J}}{0.72\ \mathrm{J}}× 100\% \approx 83.3\%$。

【分析】
本题是滑轮组相关的功和机械效率计算问题，解题思路如下：①先读取弹簧测力计的示数，确定拉力大小；②数出承担物重的绳子段数n，根据公式s=nh计算绳子自由端移动的距离；③利用总功公式W总=Fs计算拉力做的总功；④利用有用功公式W有用=Gh计算提升钩码做的有用功；⑤额外功等于总功减去有用功；⑥最后根据机械效率公式η=W有用/W总×100%计算滑轮组的机械效率。
【解析】
解：(1) 由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2 N，示数为2.4 N；承担物重的绳子股数n=3，钩码提升高度h=10 cm=0.1 m，绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.1 m=0.3 m。
绳子自由端拉力做的功（总功）：W总=Fs=2.4 N×0.3 m=0.72 J。
(2) 滑轮组所做的有用功：W有用=Gh=6 N×0.1 m=0.6 J，
额外功的大小：W额外=W总 - W有用=0.72 J - 0.6 J=0.12 J。
(3) 滑轮组的机械效率：η=W有用/W总×100%=0.6 J / 0.72 J ×100%≈83.3%。
【答案】
(1) 0.72 J；(2) 0.12 J；(3) 约83.3%
【知识点】
滑轮组的功、机械效率，弹簧测力计读数
【点评】
本题考查滑轮组的基本功与机械效率计算，关键在于正确读取弹簧测力计示数、确定承担物重的绳子段数，属于初中物理基础计算题，难度适中。
【难度系数】
0.6