Question

建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m．所用的手拉力为300N．则该工人所做的有用功为    J，总功为    J，该滑轮组的机械效率是    （保留三位有效数字）．若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械教率将    （填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

【答案】分析：由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h．
使用滑轮组做的有用功是指把重物提升所做的功，即W_有用=Gh；使用滑轮组做的总功是人的拉力所做的功，即W_总=Fs；机械效率是指有用功占总功的百分比，据此求解．
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：由图知，有2段绳子承担物重，若重物提升h=3m，绳子末端移动距离s=2h=2×3m=6m．
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=400N×3m=1200J；
拉力做的总功：
W_总=Fs=300N×6m=1800J．
该机械的效率：
η==≈66.7%．
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，故机械效率变大．
故答案为：1200，1800，66.7%，变大．
点评：本题考查了滑轮组机械效率的计算，关键有二：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是有用功和总功的区分（根据我们的目的分析）．