Question

如图是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的物体匀速吊起．若在1min内，货物从地面被提升到6m高处，求：
（1）钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出2种方法即可）

Answer 1

解：（1）提升货物时的有用功W_有=Gh=6000N×6m=3.6×10⁴J
有用功的功率P===6×10²W
（2）拉力前进的距离L=4h=4×6m=24m；
拉力做的总功W_总=FL=2000N×24m=4.8×10⁴J
则η=×100%=75%．
（3）要增大机械效率，应减小额外功，即减小动滑轮的重量，和摩擦力，同时所吊东西越重，额外功相对就越少．故可以
①减轻动滑轮的重量；
②在滑轮转轴处加润滑油，减小摩擦；
③在机械允许的范围内，每次尽可能吊起更重的物体．
答：（1）有用功为3.6×10⁴J，功率为6×10²W；（2）机械效率为75%；
（3）①减轻动滑轮的重量；
②在滑轮转轴处加润滑油，减小摩擦；
③在机械允许的范围内，每次尽可能吊起更重的物体．（任选2个）
分析：（1）已知货物的重量和上升的高度可求有用功；由功和时间和功率公式可求得功率；
（2）由滑轮组的特点可求得拉力的距离，由拉力和拉力的距离求得总功，由有用功和总功利用机械效率公式可求得机械效率；
（3）拉力所做的额外功主要是因为摩擦力和动滑轮的重力，可以从这两方面进行考虑．
点评：增大机械效率即减小额外功所占的比例，故机械效率还与吊起的重物的重量有关．