Question

如图所示的是某起重机的滑轮组，用该滑轮组提起重800N的物体，绳子自由端力F为300N，重物在20s内匀速升高了4m．求：
（1）对重物所做有用功；
（2）起重机做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）要想提高滑轮组的机械效率可采取什么措施？（写出一种）

Answer 1

分析：题中使用的是滑轮组，n=3，s=3h．
（1）知道提起物体的重和上升的高度，利用W_有=Gh求有用功；
（2）利用s=3h求出绳端移动的距离，知道拉力大小，利用W=Fs求出起重机做的功；又知道运动时间，利用功率公式求出起重机做功的功率；
（3）知道有用功和总功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（4）要提高滑轮组的机械效率可以，有用功一定时，减少额外功；额外功一定时，增大有用功．

解答：解：由图可知：n=3．
（1）对重物所做有用功：
W_有=Gh=800N×4m=3200J；
（2）绳端移动的距离：
s=3h=3×4m=12m，
起重机做的功：
W_总=Fs=300N×12m=3600J，
起重机做功的功率：
P=

W总

t

=

3600J

20s

=180W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

3200J

3600J

×100%≈88.9%；
（4）增加提升重物重力，可以提高有用功，这样有用功在总功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率．
答：（1）对重物所做有用功为3200J；
（2）起重机做功的功率为180W；
（3）滑轮组的机械效率为88.9%
（4）增加物体重力（或使用轻质滑轮等）．

点评：本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用，涉及到提高机械效率的措施，知识点多、综合性强，属于难题．