Question

甲、乙兩人分別用不同的方法把重100N的物體A從地面勻速提到三樓
（1）甲用圖1所示的方法，直接用繩把物體提到三樓，判斷該過(guò)程繩對(duì)物體A的拉力F是否做功時(shí)，有兩種分析如下表，若分析正確，在表中同一行的空格畫(huà)“√”

分析一		物體在力F的方向上移動(dòng)了距離，所以拉力F對(duì)物體做了功
分析二	物體勻速上升，其動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加	能量的轉(zhuǎn)化可以通過(guò)做功的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)．因?yàn)槲矬w的機(jī)械能增加了，所以拉力F對(duì)物體做了功

（2）甲用20s把物體由M提到N，他對(duì)物體做功的功率多大？
（3）乙用圖2所示的方法，通過(guò)滑輪把物體提到二樓，滑輪重10N，
有人計(jì)算乙做的總功過(guò)程如下：
W=F_乙S …①
F_乙===50N …②
S=6m …③
聯(lián)立①②③求出W，請(qǐng)指出以上計(jì)算過(guò)程中的錯(cuò)誤之處．
（4）圖2中，若要將150N的物體從地面勻速提到三樓，求此時(shí)的機(jī)械效率（不計(jì)繩重及摩擦）．
（5）你認(rèn)為提高滑輪組的機(jī)械效率有哪些辦法？至少說(shuō)兩種．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）物體勻速上升，故物體的動(dòng)能不變，而物體在力的方向上發(fā)生了距離，故拉力對(duì)物體做功；而高度升高，故重力勢(shì)能增大，即拉力的功增加了物體的機(jī)械能；
（2）人對(duì)物體所做的功等于物體克服重力所做的功，故求得重力的功即為人所做功；
（3）人通過(guò)動(dòng)滑輪做功時(shí)，人的拉力同時(shí)作用在滑輪和重物上，故人的拉力應(yīng)等于滑輪及重物重力的一半；
（4）已求得有用功，則由拉力的距離可求得總功，則可求得滑輪的機(jī)械效率；
（5）在提升重物時(shí)，人所做的額外功主要是克服摩擦力及滑輪的自重，故可以通過(guò)改變物生及動(dòng)滑輪自重的比及減小摩擦來(lái)提升效率．
解答：解：（1）物體在力的方向上發(fā)生了距離，符合做功的條件，故分析一  （√）；
物體的動(dòng)能不變，而機(jī)械能增加，是因拉力做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即拉力做功的過(guò)程為轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過(guò)程，故分析二  （√）；
（2）對(duì)物體所做的功為：
W=Gh=100N×6m=600 J；
功率為  P===30W；
（3）因拉力拉起的是滑輪及重物，故F_乙==55N；
 S=nh=2×6m=12m；
（4）有用功W_有=Gh=150N×6m=900J；
總功W_總=FS=S=80N×12m=960J；
則機(jī)械效率η=×100%=×100%=93.75%；
（5）要想增大效率，則減小額外功，故可以增加物重，減小動(dòng)滑輪自重（或減小輪軸間摩擦）；
答：（1）兩分析均正確；（2）功率為30W；
（3）繩子的拉力錯(cuò)，應(yīng)為55N；F的距離錯(cuò)，應(yīng)為12m；
（4）機(jī)械效率為93.75%；
（5）增加物重，減小動(dòng)滑輪自重（或減小輪軸間摩擦）．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了機(jī)械效率的計(jì)算，及滑輪的使用，要求明確有用功和總功，并能熟練掌握滑輪組的特點(diǎn)．