Question

如圖是用動(dòng)滑輪拉物體A使其在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的示意圖，若想測(cè)量此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，請(qǐng)你回答下列問題：
（1）本實(shí)驗(yàn)需要用到的測(cè)量器材有彈簧測(cè)力計(jì)和

刻度尺

．
（2）為了測(cè)量物體A受到的摩擦力，可以先將物體A放在水平面上直接用彈簧測(cè)力計(jì)拉著做

勻速直線

運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．根據(jù)

二力平衡

知識(shí)，可以測(cè)出摩擦力．然后安上動(dòng)滑輪進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)．
（3）若物體A在大小為F的水平拉力作用下，向左勻速移動(dòng)的距離為S，它受到水平面的摩擦力為f．則可推導(dǎo)出此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η=

f

2F

×100%

．（用題中字母表示）
（4）當(dāng)物體A在拉力F作用下沿水平方向向左勻速移動(dòng)3m時(shí)，測(cè)得拉力F為200N，則拉力F所做的功是

1200

J，若此滑輪的機(jī)械效率是80%，物體A所受的摩擦力是

320

N．（不計(jì)滑輪重）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)η=

W有

W總

×100%可知，要測(cè)如圖動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，需利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體A受到的摩擦力和繩子的拉力，利用刻度尺測(cè)出物體A移動(dòng)的距離和繩端移動(dòng)的距離；
（2）根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，只有讓木塊在水平板面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才能等于木塊A受到的摩擦力；
（3）動(dòng)滑輪繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，利用W=Fs分別求出有用功和總功，再根據(jù)η=

W有

W總

×100%得出此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；
（4）先求出拉力F作用下繩端移動(dòng)的距離，再根據(jù)W=Fs求出拉力F所做的功總功，再根據(jù)（3）中的表達(dá)式求出滑輪的機(jī)械效率為80%時(shí)物體A所受的摩擦力．

解答：解：
（1）本實(shí)驗(yàn)需要用到的測(cè)量器材不僅有彈簧測(cè)力計(jì)，還需要刻度尺測(cè)出物體A移動(dòng)的距離和繩端移動(dòng)的距離；
（2）用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊時(shí)，木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)受到的力是平衡力，根據(jù)二力平衡的知識(shí)，此時(shí)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊拉力的大��；
（3）動(dòng)滑輪繩子的有效股數(shù)為2，繩端移動(dòng)的距離s_繩=nS=2S，
根據(jù)W=Fs可得：
W_有=fS，W_總=FS_繩=2FS，
滑輪組的機(jī)械效率η=

W有

W總

×100%=

fS

2FS

×100%=

f

2F

×100%；
（4）拉力F所做的功：
W_F=2FS=2×200N×3m=1200J，
根據(jù)η=

f

2F

×100%可得：
滑輪的機(jī)械效率為80%時(shí)物體A所受的摩擦力：
f=2Fη=2×200N×80%=320N．
故答案為：
（1）刻度尺；
（2）勻速直線；二力平衡；
（3）

f

2F

×100%；
（4）1200；320．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑輪組機(jī)械效率的測(cè)量，涉及到二力平衡條件的應(yīng)用、功和滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算等，知道實(shí)驗(yàn)的原理是關(guān)鍵．