题目内容

如图（a）所示的滑轮组，每个滑轮等重，不计绳重和摩擦，物体重G．从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断，每次均匀速拉动绳子将物体提升相同的高度．图（b）是在此过程中滑轮组的机械效率随物重增加而变化的图象．
（1）试求每个滑轮有多重．
（2）绳子能承受的最大拉力．
（3）现实生活中，提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义，请你从物理学的角度说出提高机械效率的主要方法．

解：
（1）由（b）图可知：当G=200N时，η=50%，
∵η= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，
即：50%= $\text{[math]}$ ，
∴G_动=100N；
（2）由（b）图可知：当G′=1800N时，绳子刚好被拉断，
则绳子能承受的最大拉力：
F_最大= $\text{[math]}$ （G′+2G_动）= $\text{[math]}$ ×（1800N+2×100N）=500N；
（3）要提高机械效率，便要想办法减少工作过程中所做的额外功，可以改进结构，使它更合理，更轻巧，在使用中经常保养，定期润滑，使机械处于良好的运转状态．
答：（1）每个滑轮重为100N；（2）绳子能承受的最大拉力为500N；（3）改进结构，使它更合理，更轻巧，在使用中经常保养，定期润滑，使机械处于良好的运转状态．
分析：（1）从图上找出滑轮组提起200N物体时的机械效率，根据η= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，求出每一个动滑轮的重力．
（2）利用滑轮组提起物体时，不计绳重和摩擦时，F= $\text{[math]}$ （G+G_动）求出绳子能承受的最大拉力．
（3）要提高机械效率，便要想办法减少工作过程中所做的额外功，要减少克服机械本身的重力、尽量减小摩擦力．
点评：此题考查了机械效率的概念应用，掌握机械效率的概念，理清有用功、额外功与总功之间的关系，能从图象中得出相关信息是本题的关键．