Question

如图所示，用2N的拉力沿竖直方向拉起重3N的物体，物体上升0.1m所用的时间为4s，此过程中拉力的功率为________W，动滑轮的机械效率为________．如果物重由3N逐渐增大，假设动滑轮始终能正常工作，则机械效率的变化范围为________．

Answer 1

0.1    75%    75%≤η＜100%
分析：（1）已知拉力的大小和物体升高的距离以及动滑轮上绳子的段数，根据公式W=Fs可求拉力做的功，拉力做的功为总功还知所用的时间，根据公式P=可求拉力的功率，已知物体的重力和升高的高度，根据公式W=Gh可求对物体所做的有用功，有用功与总功的比值就是动滑轮的机械效率．
（2）当物重为3N时的机械效率已经求出，根据公式η=可知，物体重力越大，机械效率越高，但总小于100%．
解答：（1）拉力做的总功：
W_总=Fs=F×2h=2N×2×0.1m=0.4J，
有用功：
W_有用=Gh=3N×0.1m=0.3J，
拉力的功率：
P===0.1W，
动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=75%；
（2）当物体重力增大时，机械效率随之增大，但总小于100%，
所以它的机械效率范围是75%≤η＜100%．
故答案为 0.1；75%；75%≤η＜100%．
点评：本题考查有用功、总功、功率、机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道机械效率随物体重力的增加而增加，但不会大于1，因为有用功始终小于总功．