Question

20．用一个动滑轮把重100N的物体，在10s内匀速提到5m高的楼上，作用在绳上的拉力F为60N，（若不计绳重和摩擦），则绳子移动的距离为10m，拉力F做功的功率为60W．动滑轮的机械效率为83.3%．将120N的物体运到楼上此时动滑轮的机械效率为85.7%．

Answer 1

分析 （1）动滑轮能省力，但费一半距离；
（2）根据W=Fs计算动滑轮做的功，根据P=$\frac{W}{t}$计算拉力的功率；
（3）根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算机械效率；
（4）若不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功为额外功，增加物重，额外功不变，据此计算出额外功；最后根据机械效率公式计算出机械效率．

解答 解：（1）动滑轮费一半距离，绳子移动的距离为2×5m=10m；
（2）拉力所做的功W_总=Fs=60N×10m=600J；
拉力的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{600J}{10s}$=60W；
（3）有用功W_有用=Gh=100N×5m=500J；
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{500J}{600J}$×100%≈83.3%；
（4）动滑轮的额外功为W_额=W_总-W_有用=600J-500J=100J；
120N的物体运到楼上时，有用功为W′=G′h=120N×5m=600J；
若不计绳重和摩擦，使用动滑轮时额外功不变，
机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$=$\frac{600J}{600J+100J}$×100%≈85.7%．
故答案为：10；60；83.3%；85.7%．

点评 本题考查了使用动滑轮功率、机械效率的计算，以及影响动滑轮机械效率大小的因素，属于比较典型的题目．