Question

14．如圖所示，小剛欲將一袋糧食從地面抬到樓頂，在不計繩重和摩擦的情況下，小剛用動滑輪把重40N 的一袋糧食勻速提髙10m，他所用拉力為 25N，則整個過程中，動滑輪的機械效率是80%；如果用該動滑輪把重 l00N 的一袋糧食勻速提升相同高度，則這個動滑輪的機械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）知道物重和升高的高度，利用W=Gh求小剛做的有用功；
由圖知，n=2，拉力端移動距離s=2h，利用W=Fs求拉力做的總功；
利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求動滑輪的機械效率：
（2）使用動輪輪時，不計摩擦和繩重，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會增大．

解答 解：
（1）小剛做的有用功：W_有用=Gh=40N×10m=400J；
由圖可知n=2，則拉力端移動距離：s=2h=2×10m=20m，
拉力做的總功：W_總=Fs=25N×20m=500J，
動滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{400J}{500J}$×100%=80%；
（2）此題中所用動滑輪不變，所以在此過程中所做的額外功不變；
由于物體的重力增加，所以有用功增大；由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{額}}$可知，有用功在總功中所占的比例將增大，所以機械效率變大．
故答案為：80%；變大．

點評 本題考查了使用動滑輪有用功、總功、機械效率的計算，注意提高機械效率的方法：一是增大提升物重，二是減小動滑輪重、減小摩擦．