Question

如圖是工地上用來吊運(yùn)貨物的吊車滑輪組．某次作業(yè)時(shí)，吊車將重為4200N的貨物在1min內(nèi)勻速提升6m時(shí)，鋼絲繩拉力F是2000N，接著又在水平方向移動(dòng)3m．
（1）吊車水平移動(dòng)的過程中，貨物重力做的功是多少？
（2）鋼絲繩吊運(yùn)貨物時(shí)的功率是多少？
（3）吊車用滑輪組提升貨物時(shí)的機(jī)械效率是多大？
（4）要提高吊車滑輪組的機(jī)械效率，可采用哪些方法？（答出一種方法即可）

Answer 1

解：（1）貨物在重力方向上沒有移動(dòng)距離，故貨物重力在水平方向做功為零．
答：貨物重力做的功是0．
（2）由圖示吊車滑輪組可知：n=3，
鋼絲繩提升貨物時(shí)W_總=Fs=F×nh=2000N×3×6m=3.6×10⁴J，
功率P===6×10²W，
答：功率為6×10²W；
（3）對(duì)重物所做的有用功W_有用=Gh=4200N×6m=2.52×10⁴J
則η=×100%=70%．
答：機(jī)械效率為70%；
（4）要增大機(jī)械效率，應(yīng)減小額外功，即減小動(dòng)滑輪的重量和摩擦力，同時(shí)所吊東西越重，額外功相對(duì)就越少．
故可以：
①減輕動(dòng)滑輪的重量；
②在滑輪轉(zhuǎn)軸處加潤(rùn)滑油，減小摩擦；
③在機(jī)械允許的范圍內(nèi)，每次盡可能吊起更重的物體．
（任選1個(gè)）
分析：（1）行車水平移動(dòng)過程中，貨物在重力方向上沒有移動(dòng)距離，故貨物重力做功為零．
（1）已知貨物的重量和上升的高度可求有用功；由功和時(shí)間和功率公式可求得功率；
（2）由滑輪組的特點(diǎn)可求得拉力的距離，由拉力和拉力的距離求得總功，由有用功和總功利用機(jī)械效率公式可求得機(jī)械效率；
（3）拉力所做的額外功主要是因?yàn)槟Σ亮�和�?dòng)滑輪的重力，可以從這兩方面進(jìn)行考慮．
點(diǎn)評(píng)：增大機(jī)械效率即減小額外功所占的比例，故機(jī)械效率還與吊起的重物的重量有關(guān)．