Question

13．如圖所示，小明用滑輪組勻速提升一個(gè)重為600N的物體，物體上升的速度為 0.1m/s，人拉繩的力F為250N，不計(jì)繩重和摩擦，則該滑輪組的機(jī)械效率為80%，人拉繩子做功的功率為75W，動(dòng)滑輪重為150N，該滑輪組提升物體的越重，機(jī)械效率越高（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出該滑輪組的機(jī)械效率；
（2）根據(jù)s_繩=nv_物求出繩端移動(dòng)的速度，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出人拉繩子做功的功率；
（3）不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力；
（4）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力所做的功為有用功，克服物體和動(dòng)滑輪重力所做的功為總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動(dòng)}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$×100%進(jìn)行解答．

解答 解：（1）由圖可知，n=3，則滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{600N}{3×250N}$×100%=80%；
（2）繩端移動(dòng)的速度：
s_繩=nv_物=3×0.1m/s=0.3m/s，
人拉繩子做功的功率：
P=Fv_繩=250N×0.3m/s=75W；
（3）不計(jì)繩重和摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：
G_動(dòng)=nF-G=3×250N-600N=150N；
（4）不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動(dòng)}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$×100%=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{動(dòng)}}{G}}$×100%，
該滑輪組提升物體的越重時(shí)，1+$\frac{{G}_{動(dòng)}}{G}$變小，滑輪組的機(jī)械效率變大．
故答案為：80%；75；150；高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑輪組機(jī)械效率公式、功率公式、滑輪組繩子拉力公式的靈活運(yùn)用以及提高滑輪組機(jī)械效率方法的應(yīng)用，明確有用功和總功是關(guān)鍵．