Question

11．如图所示，建筑工地上，工人利用该装置每次提升一件重1000N的建材以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F的大小是600N，则拉力F的功率为120W，装置的机械效率为83.3%，若不计绳重和摩擦，动滑轮重为200N．为提高该装置的机械效率请你提出一条合理化建议使用轻质动滑轮（减小摩擦）

Answer 1

分析 （1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据v_绳=nv_物可得绳子移动的速度，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F的功率，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出装置的机械效率，若不计绳重和摩擦，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出动滑轮重；
（2）提高机械效率可以在提升的重物不变时减小额外功，或在保持机械不变的条件下，增大提升的物体重力．

解答 解：（1）由图可知，n=2，则绳子移动的速度：
v_绳=nv_物=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=600N×0.2m/s=120W，
装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{1000N}{2×600N}$×100%≈83.3%，
不计绳重和摩擦时，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮重：
G_动=nF-G=2×600N-1000N=200N；
（2）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可知：提高机械效率可以在保持机械不变的条件下，增大提升的物体重力或在提升的重物不变时减小额外功，
所以，在许可范围内每次多调运一些建材（或减轻动滑轮的自重、或在滑轮转轴处加润滑油）．
故答案为：120；83.3%；200；在许可范围内每次多调运一些建材（或减轻动滑轮的自重、或在滑轮转轴处加润滑油）．

点评 本题考查了功、功率、机械效率的计算以及提高机械效率的方法，关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握．