Question

用如图所示的滑轮组把重600N的物体匀速举高2m，弹簧测力计的示数为250N．
（1）求：总功、有用功和滑轮组的机械效率．
（2）用该滑轮组提起810N的物体时，弹簧测力计的示敷为300N．此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）通过以上计算，请你找出滑轮组机械效率的变化特点．

Answer 1

解：（1）由图知，承担物重的绳子股数n=3，
使用滑轮组做的有用功：W_有=Gh=600N×2m=1200J，
拉力移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功：W_总=Fs=250N×6m=1500J，
滑轮组的机械效率：η===80%；
答：此时使用滑轮组做的总功、有用功为1500J、1200J，滑轮组的机械效率为80%．
（2）改变物重后，
η′======90%．
答：用该滑轮组提起810N的物体时，滑轮组的机械效率是90%．
（3）由（1）（2）可知当提升物重增大时，滑轮组的机械效率增大，说明同一滑轮组所提物重越大，滑轮组的机械效率越高．
分析：（1）题中使用的滑轮组，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；
知道物体重，利用W_有=Gh求提起物体所做的有用功；知道拉力大小，利用W_总=Fs求总功；再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（2）提升物重增大时，知道拉力大小、s=3h，利用η==求此时滑轮组的机械效率；
（3）由（1）（2）可知当提升物重增大时，滑轮组的机械效率增大．
点评：本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式的理解和运用，根据滑轮组的结构确定承担物重的绳子股数（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的关键，计算时注意用“′”区分两种情况下相同的物理量．