Question

5．如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為200N的泥桶，動(dòng)滑輪重為40N，不計(jì)摩擦及繩重．若工人在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉6m，則手拉繩子的力為80N，拉力的功率為96W，滑輪組的機(jī)械效率為83.3%，若用該滑輪組提升重為150N的泥桶，則機(jī)械效率降低（選填“升高”、“降低”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）不計(jì)摩擦及繩重；已知n=3，根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)）可求拉力；
（2）根據(jù)W=Fs求出拉力做的功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{F3h}$=$\frac{G}{3F}$求出機(jī)械效率；
（4）不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$分析機(jī)械效率的變化．

解答 解：（1）不計(jì)摩擦及繩重，已知n=3，
則手拉繩子的力：F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)）=$\frac{1}{3}$（200N+40N）=80N；
（2）已知繩子自由端移動(dòng)的距離s=6m，
拉力做的功：W=Fs=80N×6m=480J，
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{480J}{5s}$=96W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{200N}{3×80N}$×100%≈83.3%；
（4）不計(jì)摩擦及繩重，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$可知，動(dòng)滑輪重不變的情況下，物重變?yōu)?50N時(shí)，物重減小，機(jī)械效率降低．
答：80；96；83.3%；降低．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)拉力、功率、機(jī)械效率計(jì)算公式及其變形公式的理解和掌握，關(guān)鍵是變形公式的熟練運(yùn)用．