Question

2．某同学用如图所示的装置匀速提升重力为200牛的物体，所用拉力为120N，若物体在2秒内匀速上升0.6米，求：
（1）拉力做的功；
（2）拉力的功率；
（3）该装置的机械效率η是多少？（保留一位小数）
（4）请提出一种能提高机械效率的方法．

Answer 1

分析 （1）图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，拉力端移动的距离s=2h，知道拉力，利用W=Fs求出拉力做的功；
（2）知道做功时间，利用公式P=$\frac{W}{t}$求拉力F的功率；
（3）知道物体的重力和上升的高度，利用W=Gh可求得有用功；利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出该装置的机械效率；
（4）提高滑轮组机械效率的方法：一是增大提升物重，二是减小机械重、减小摩擦．

解答 解：
（1）由图知，使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的距离s=2h=2×0.6m=1.2m，
拉力做的功：
W_总=Fs=120N×1.2m=144J；
（2）拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{144J}{2s}$=72W；
（3）有用功：
W_有用=Gh=200N×0.6m=120J
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{120J}{144J}$×100%≈83.3%；
（4）要提高机械效率，可以：①在提升物重一定时，减小机械重；②在机械重一定时，增大提升的物重．
答：（1）拉力做的功为144J；
（2）拉力的功率为72W；
（3）该装置的机械效率η是83.3%；
（4）在提升物重一定时，减小机械重可以提高机械效率．

点评 此题考查了使用滑轮组有用功、总功、功率、机械效率的计算以及提高机械效率的方法，综合性较强，但都属于基础，难度不大．