Question

建筑工人用如圖所示的裝置把重400N的物體勻速提升3m．所用的手拉力為300N．則該工人所做的有用功為    J，總功為    J，該滑輪組的機械效率是    （保留三位有效數(shù)字）．若用該裝置提升500N的重物，此時滑輪組的機械教率將    （填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

【答案】分析：由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力F移動的距離s=2h．
使用滑輪組做的有用功是指把重物提升所做的功，即W_有用=Gh；使用滑輪組做的總功是人的拉力所做的功，即W_總=Fs；機械效率是指有用功占總功的百分比，據(jù)此求解．
增大機械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動滑輪重．
解答：解：由圖知，有2段繩子承擔(dān)物重，若重物提升h=3m，繩子末端移動距離s=2h=2×3m=6m．
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=400N×3m=1200J；
拉力做的總功：
W_總=Fs=300N×6m=1800J．
該機械的效率：
η==≈66.7%．
當(dāng)提升重物的重力增加，做的有用功就變大，而額外功幾乎不變，故機械效率變大．
故答案為：1200，1800，66.7%，變大．
點評：本題考查了滑輪組機械效率的計算，關(guān)鍵有二：一是n的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)），二是有用功和總功的區(qū)分（根據(jù)我們的目的分析）．