Question

3． 工人利用如图所示的滑轮组提升重为800N的货物，10s内货物上升了1m．已知工人在绳子末端的拉力F为500N．不计绳重和摩擦，则滑轮组的有用功是800J．拉力的功率为100W，滑轮组的机械效率为80%．若减少货物的质量，滑轮组的机械效率将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）利用W=Gh计算有用功；
（2）首先确定滑轮组绳子的有效股数，利用s=nh求出绳子自由端移动的距离，然后利用W=Fs计算拉力做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$计算功率；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%计算滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮重力不变，说明额外功不变，物体越重，有用功越多，机械效率越大．

解答 解：由图可知，n=2，
滑轮组的有用功：
W_有用=Gh=800N×1m=800J；
绳子自由端移动的距离：
s=2h=2×1m=2m，
拉力做的功：
W=Fs=500N×2m=1000J；
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W；
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%；
根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知，额外功不变，若减少货物的质量，货物的重力减小，滑轮组的机械效率将变小．
故答案为：800；100；80%；变小．

点评 本题考查功、功率、机械效率计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是动滑轮上绳子段数的分析，难点是机械效率的推导公式．