Question

3．如圖，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動滑輪重為20N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重．若工人在5s內將繩子勻速向上拉6m，則泥桶上升2m，工人所用拉力是80N，拉力的功率為96W，滑輪組的機械效率為91.7%．若增加所提升物體的重，則滑輪組的機械效率變大．（選填“變大”“變小”“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=3h求出泥桶上升高度；
（2）根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G+G_動）求出拉力大��；
（3）根據(jù)W=Fs求出拉力做的功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（4）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{F3h}$=$\frac{G}{3F}$，求出機械效率；
（5）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{額}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{輪}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{輪}}$分析．

解答 解：（1）由滑輪組圖示可知，s=3h
泥桶上升高度：h=$\frac{1}{3}$s=$\frac{1}{3}$×6m=2m；
（2）手拉繩子的力：F=$\frac{1}{3}$（G+G_動）=$\frac{1}{3}$×（220N+20N）=80N；
（3）拉力做的功W=Fs=80N×6m=480J，
拉力的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{480J}{5s}$=96W；
（4）機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{220N}{3×80N}$×100%≈91.7%．
（5）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{額}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{輪}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{輪}}$=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{輪}}{G}}$，可知，增大提升的重物時，η變大．
故答案為：2；80；96；91.7%；變大．

點評 此題主要考查的是學生對滑輪組省力特點、功、功率、機械效率計算公式的理解和掌握，有一定難度．