题目内容

【题目】如图所示,工人师傅用三种方法把重170N的砂子运到三楼去.请你根据图中所提供的信息判断出哪种方法提升砂子的效率高?若用第二种方法提升砂子,当砂子装的越多,提升砂子的机械效率将怎样变化,说明原因(不计绳重和摩擦).

【答案】(1)已知三种方法所做的有用功相同,第一次的额外功为克服人的重力和桶的重力做的功;第二次是克服桶的重力和动滑轮重力所做的功;第三次是克服口袋的重力和动滑轮重力所做的功,显然第三次做的额外功最少,所以第三种方法提升砂子的效率高;

(2)使用第二种方法时砂子装的越多,有用功(W有用=Gh)越多,额外功W=(G+G)h不变,有用功占总功的比值越大,所以机械效率越高.

【解析】机械效率是有用功占总功的比,据此进行分析。

如图用三种方式提升相同的重物,即有用功是相同的,根据机械效率的意义可知,在有用功相同时,总功越小,效率越高,即额外功越少,效率越高。

比较三次做功中额外功的大小,第一次的额外功为克服人的重力和桶的重力做的功;第二次是克服桶的重力和动滑轮重力所做的功;第三次是克服口袋的重力和动滑轮重力所做的功,明显第三次做的额外功最少,所以效率最高;

用第二种方法提升砂子,额外功为提升动滑轮及小桶所做的功,在不计绳重和摩擦时,额外功在提升物体时是不变的,所以当砂子装的越多,有用功越多,根据可知,有用功占的比例越大,即机械效率会越高。

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