Question

14．工人利用如图所示滑轮组提升矿井中重300N的物体，用F=250N的力匀速拉动绳子，在10s内将重物提升5m．则拉力对物体做的有用功为1500J，拉力做的总功为3750J，滑轮组的机械效率为40%．若用此滑轮组以相同的速度匀速提升重500N的物体，则滑轮组的机械效率将变大．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）已知物重和物体被提升高度，根据公式W=Gh可计算出有用功；
（2）由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，求出拉力端移动距离，已知拉力大小，利用W=Fs可求总功；
（3）利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求滑轮组的机械效率；
（4）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

解答 解：
（1）W_有用=Gh=300N×5m=1500J；
（2）由图知，n=3，拉力端移动距离s=3h=3×5m=15m，
W_总=Fs=250N×15m=3750J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1500J}{3750J}$×100%=40%；
（4）当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变大，故机械效率变大．
故答案为：1500；3750；40%；变大．

点评 本题考查了学生对机械效率公式、滑轮组s=nh、有用功、总功的理解和运用，记住增大滑轮组机械效率的方法：增大有用功，即拉更重的重物；减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．