Question

8．小剛用如圖所示裝置測滑輪組的機械效率．他用彈簧測力計豎直拉動繩子自由端，將重為6N鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A'位置勻速豎直上升到B'位置，在這個過程中，彈簧測力計對繩的拉力為F=2.2N，由此可得：
（1）彈簧測力計拉力F做的功是0.33J；
（2）滑輪組的機械效率是90.9%．

Answer 1

分析 （1）由圖可讀出物體升高的高度、拉力端移動的距離，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做的總功；
（2）利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）由圖可知，彈簧測力計上升的距離：s=15cm=0.15m，
鉤碼上升的高度：h=5cm=0.05m，
拉力做的功：
W_總=Fs=2.2N×0.15m=0.33J；
（2）有用功：W_有=Gh=6N×0.05m=0.3J，
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.3J}{0.33J}$×100%≈90.9%；
故答案為：（1）0.33；（2）90.9%．

點評 使用滑輪組做的有用功是提升物體重力做的功，額外功是克服動滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功，總功是拉力做的功，機械效率等于有用功和總功的比值．