Question

如圖所示，建筑工人用滑輪組提起1200N的裝飾材料，所用的拉力是800N，繩子的自由端向下勻速運動4m，推算：
（1）提起貨物過程，建筑工人所做的有用功和總功．
（2）滑輪組的機械效率是多少？
（3）要提高滑輪組的機械效率，可采用哪些方法？（寫出2種即可）

Answer 1

解：（1）繩子的自由端移動了4m，由滑輪組的特點可知，物體上升的高度為h===2m；
則有用功W_有=Gh=1200N×2m=2400J
總功W_總=FL=800N×4m=3200J；
（2）滑輪組的機械效率η==75%
即機械效率為75%；
（3）要增大機械效率，由機械效率公式可得，提起更重的裝飾材料可以增大效率，另外減小額外功可以增大機械效率，即減小繩與滑輪間的摩擦或減小動滑輪的重力．
答：（1）有用功為2400J，總功為3200J；（2）滑輪組的機械效率為75%；
（3）要增大機械效率可以：提起更重的裝飾材料、減小繩與滑輪間的摩擦或減小動滑輪的重力（任選2）．
分析：（1）由滑輪組的特點和繩的自由端移動距離可以求得物體上升的高度，由物體的重力和上升的高度可求得有用功；
由拉力和拉力的距離可求得總功；
（2）由有用功和總功利用機械效率公式可求得機械效率；
（3）由機械效率的公式可知，提高貨物的重力和減小摩擦力及減小動滑輪的重力可以增大機械效率．
點評：增大載重物的重力和減小摩擦力或減小動滑輪的重力都是增大機械效率的方法．