Question

20．如圖所示滑輪組，每個(gè)滑輪重50N，用這個(gè)滑輪組把質(zhì)量為45kg的重物在2s內(nèi)勻速提升2m，不計(jì)繩重和摩擦，在2s內(nèi)做的有用功為900J，該滑輪組的機(jī)械效率為90%，若增加所掛物體的重力，該滑輪組機(jī)械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 根據(jù)圖象可知，n=3，并且s=3h；
（1）先根據(jù)G=mg求出物體的重力，然后根據(jù)W_有=Gh即可求出有用功；
（2）先根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求出拉力的大小，然后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%即可求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）在動(dòng)滑輪重一定時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高．

解答 解：根據(jù)圖示可知，n=3，自由端移動(dòng)的距離：s=3h=3×2m=6m；
（1）物體受到的重力：G=mg=45kg×10N/kg=450N；
拉力做的有用功：W_有用=Gh=450N×2m=900J；
（2）作用在繩子自由端的拉力：F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)）=$\frac{1}{3}$×（450N+50N）=$\frac{500N}{3}$；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{450N}{3×\frac{500N}{3}}$×100%=90%；
（3）不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重力一定，滑輪組提起的物重越大，有用功越多，但額外功不變，所以機(jī)械效率越高．
故答案為：900；90%；變大．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了滑輪組的特點(diǎn)、機(jī)械效率的計(jì)算及影響因素和功率的計(jì)算，屬于力學(xué)綜合題，包含了力學(xué)主要的公式或規(guī)律，正確判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)等．