Question

9．小明用如圖所示的滑輪組把8kg的物體A在1s內沿豎直方向勻速提高了0.2m．已知定滑輪重20N，動滑輪重10N．（不計繩重和摩擦，g取10N/kg）
求：（1）拉力F的功率；
（2）滑輪組的機械效率；（百分號前保留整數位）
（3）當被提升的物體重增加一倍時，此滑輪組的機械效率將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）先求出物體的重力，根據裝置得出繩子段數，利用拉力與總重的關系算出拉力大小；求出拉力做的功，利用功率公式求其拉力功率；
（2）先求出有用功和總功，利用效率公式求出機械效率；
（3）根據機械效率可知，在額外功不變時，增大有用功，機械效率增大．

解答 解：（1）G_物=mg=8kg×10N/kg=80N，
因為由裝置可知n=2，
F=$\frac{{G}_{物}+{G}_{動}}{2}$=$\frac{10N+80N}{2}$=45N，
拉力移動距離為s=2h=2×0.2m=0.4m
拉力做功為：W_總=Fs=45N×0.4m=18J，
拉力功率為：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{18J}{1s}$=18W；
（2）有用功為W_有=Gh=80N×0.2m=16J，
機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{16J}{18J}$×100%≈89%；
（3）當被提升的物體重增加一倍時，有用功增大，在額外功不變時，則機械效率增大．
答：：（1）拉力F的功率18W；
（2）滑輪組的機械效率89%；
（3）增大．

點評 此題主要考查學生對于滑輪組機械的有用功、總功、機械效率的理解和掌握，熟知公式是解題關鍵．