Question

16．如圖所示，工人用滑輪組將質(zhì)量為40kg的箱子以4m/s的速度勻速吊起，工人施加的拉力為250N，整個起吊過程中歷時10s．取g=10N/kg．求：
（1）工人做的有用功；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）為提高機械效率，你認為應該采取哪些措施？

Answer 1

分析 （1）知道箱子的質(zhì)量，根據(jù)G=mg計算重力；求出上升的高度，根據(jù)公式W=Gh可求有用功．
（2）已知拉力和動滑輪上繩子的段數(shù)，根據(jù)公式W=Fs可求總功，有用功與總功的比值就等于機械效率；
（3）滑輪組的機械效率的高低與提起的物重、動滑輪的重、繩重、摩擦有關(guān)．

解答 解：（1）箱子受到的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N．
箱子上升的高度：h=vt=4m/s×10s=40m，
工人做的有用功W_有用=Gh=400N×40m=16000J．
（2）與動滑輪相連的繩子段數(shù)n=2，繩子自由端移動的距離s=2h=2×40m=80m；
工人做的總功W_總=Fs=250N×80m=20000J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{16000J}{20000J}$×100%=80%．
（3）提升滑輪組的機械效率方法：①增大提升的物重，②減小摩擦、繩重或動滑輪重．
答：（1）工人做的有用功為16000J；
（2）滑輪組的機械效率為80%；
（3）為提高機械效率，可以：①增大提升的物重，②減小摩擦、繩重或動滑輪重．

點評 本題考查重力、有用功、總功、機械效率的計算，關(guān)鍵是熟練掌握公式的應用和分清動滑輪上繩子的段數(shù)，是中考常見問題的考查．