Question

3．小明利用如圖所示的滑輪組將重為900N的物體從地面勻速提升至15m高的六樓，所用的拉力為360N，物體向上移動的速度為0.1m/s，求：
（1）此時滑輪組的機械效率；
（2）拉力的功率；
（3）在此基礎(chǔ)上再增加一個滑輪做動滑輪使用，組成一個新的滑輪組，提升相同的重物時，滑輪組的機械效率將如何改變？為什么？

Answer 1

分析 （1）由圖知繩子股數(shù)n=3，根據(jù)s=nh求出拉力移動距離，根據(jù)公式W=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)公式W=Gh求出有用功，再根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出機械效率；
（2）根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$求出其功率；
（3）根據(jù)提升相同的重物可知有用功不變，而增加動滑輪會使額外功增加，從而可推知機械效率的變化．

解答 解：
（1）拉力移動距離s=3h=3×15m=45m，
拉力做的總功：W總=Fs=360N×45m=16200J，
有用功：W_有用=Gh=900N×15m=13500J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{13500J}{16200J}$×100%≈83.3%；
（2）拉力的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{16200J}{150s}$=108W；
（3）因為提升相同的重物，所以有用功保持不變，而由于增加動滑輪使得克服動滑輪的重力所做的額外功變多，故機械效率η會變小．
答：
（1）滑輪組的機械效率為83.3%；
（2）拉力的功率為108W；     
（3）機械效率變�。辉黾右粋�動滑輪時，克服動滑輪重力做的額外功多．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對有用功、總功、功率和機械效率計算公式的理解和掌握，難度不大，掌握拉力移動距離和上升高度之間的關(guān)系是解決此題的關(guān)鍵．