Question

20．某工人在工地上看到如图所示的两个滑轮，他想站在地面上用这两个滑轮组成滑轮组，用最小的力提升质量为50kg的工件（g取10N/kg）．
（1）画出滑轮组的组装方法；
（2）如果每个滑轮的质量都是10kg，他将重物提升10m时，滑轮组的机械效率是多少？（忽略摩擦和绳重）
（3）如果想提高滑轮组的机械效率，你有哪些做法？（写出两条）

Answer 1

分析 （1）在连接滑轮组时，既要考虑省力情况还要注意拉力的作用方向；
（2）已知物体与动滑轮质量，利用η=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$计算滑轮组机械效率；
（3）提高滑轮组的机械效率可由增大有用功或减小额外功分析．

解答 解：
（1）工人站在地上，组成滑轮组的n值为2，如图：

（2）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{mg}{mg+{m}_{动}g}$=$\frac{m}{m+{m}_{动}}$=$\frac{50kg}{50kg+10kg}$×100%≈83.3%；
（3）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知，在物重不变时，减小动滑轮重力或在动滑轮重不变时增大物重可使滑轮组的机械效率提高．
故答案为：（1）如上图；（2）滑轮组的机械效率为83.3%；（3）增大物重或减小动滑轮重．

点评 本题考查了滑轮组的使用和机械效率的计算，解题的关键是掌握滑轮组的不同使用方法和灵活运用机械效率的变形公式．