Question

11．如圖所示，小虎站在水平地面上，要用滑輪組在20s內(nèi)將一個(gè)重為600N的物體勻速提升1m，小虎實(shí)際所施加的拉力是400N．
（1）畫出滑輪組的繞線方式．
（2）拉力F的功率是多大？
（3）該滑輪組的機(jī)械效率是多少？
（4）請(qǐng)?zhí)岢鲆环N提高滑輪組機(jī)械效率的方法．

Answer 1

分析 （1）滑輪組的繞法要求最省力，就要求承擔(dān)物體重力繩子股數(shù)要最多，且人在地面向下拉繩子，同時(shí)考慮這兩個(gè)方面畫出滑輪組最省力的繞法．
（2）求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用W=Fs求出拉力做的功，然后利用P=$\frac{W}{t}$計(jì)算功率；
（3）根據(jù)W有用=Gh計(jì)算有用功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計(jì)算機(jī)械效率；
（4）根據(jù)影響有用功、額外功的因素來分析影響機(jī)械效率的因素．

解答 解：由圖可以看出，人站在地面拉動(dòng)繩子，因此繩子的拉動(dòng)方向應(yīng)向下，因此確定自由端的繩子，然后依次向內(nèi)繞．如圖所示：

（2）由圖可知，n=2，
則繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=2×1m=2m，
拉力做的功：W_總=Fs=400N×2m=800J，
拉力F的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{800J}{20s}$=40W；
（3）有用功W_有用=Gh=600N×1m=600J；
機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{600J}{800J}$×100%=75%；
（4）提高滑輪組的機(jī)械效率，需想辦法增加有用功、減少額外功，可增加被提升物體的重力，減小動(dòng)滑輪的重力并加潤滑油．
答：（1）滑輪組的繞線方式見解答．
（2）拉力F的功率是40W；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率是75%；
（4）增加被提升物體的重力（或減小動(dòng)滑輪的重力或加潤滑油）．

點(diǎn)評(píng) 本題是有關(guān)機(jī)械效率的綜合計(jì)算題目，詳細(xì)考查了有用功、總功、機(jī)械效率、功率的計(jì)算，同時(shí)考查了影響滑輪組機(jī)械效率的因素，考查全面，難度中等．