Question

9．小明用如图所示的滑轮组把8kg的物体A在1s内沿竖直方向匀速提高了0.2m．已知定滑轮重20N，动滑轮重10N．（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）
求：（1）拉力F的功率；
（2）滑轮组的机械效率；（百分号前保留整数位）
（3）当被提升的物体重增加一倍时，此滑轮组的机械效率将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）先求出物体的重力，根据装置得出绳子段数，利用拉力与总重的关系算出拉力大小；求出拉力做的功，利用功率公式求其拉力功率；
（2）先求出有用功和总功，利用效率公式求出机械效率；
（3）根据机械效率可知，在额外功不变时，增大有用功，机械效率增大．

解答 解：（1）G_物=mg=8kg×10N/kg=80N，
因为由装置可知n=2，
F=$\frac{{G}_{物}+{G}_{动}}{2}$=$\frac{10N+80N}{2}$=45N，
拉力移动距离为s=2h=2×0.2m=0.4m
拉力做功为：W_总=Fs=45N×0.4m=18J，
拉力功率为：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{18J}{1s}$=18W；
（2）有用功为W_有=Gh=80N×0.2m=16J，
机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{16J}{18J}$×100%≈89%；
（3）当被提升的物体重增加一倍时，有用功增大，在额外功不变时，则机械效率增大．
答：：（1）拉力F的功率18W；
（2）滑轮组的机械效率89%；
（3）增大．

点评 此题主要考查学生对于滑轮组机械的有用功、总功、机械效率的理解和掌握，熟知公式是解题关键．