Question

1．用一个动滑轮在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起3m，拉力为150N．
（1）在提升重物的过程中，重物的动（填“动”、“重力势”或“机械”）能不变．
（2）拉力的功率有多大？
（3）这个动滑轮的机械效率是多少？（保留一位小数）
（4）如果不计绳重及摩擦，想提高该动滑轮的机械效率，请你提出一种可行的方法．

Answer 1

分析 （1）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能．在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析．
（2）根据s=nh求出拉力作用点移动的距离，由W=Fs求出总功，由P=$\frac{W}{t}$计算拉力的功率；
（3）利用W_有用=Gh即可求有用功；利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求动滑轮的机械效率；
（4）动滑轮一定，可通过增加被提升的物重来提高机械效率．

解答 解：（1）在提升重物的过程中，重物的质量不变，速度不变，高度上升，故动能不变，重力势能增加，因为在此过程中，需要克服摩擦力做功，所以机械能减小；
（2）绳子的股数n=2，s=nh=2×3m=6m，
则W_总=Fs=150N×6m=900J，
拉力的功率：P_总=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{900J}{5s}$=180W．
（3）有用功：W_有用=Gh=200N×3m=600J；
绳子的股数n=2，s=nh=2×3m=6m，
则W_总=Fs=150N×6m=900J，
动滑轮的机械效为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{600J}{900J}$×100%≈66.7%．
（4）使用同一个动滑轮，额外功相同，要提高机械效率，需增大有用功，则应提高被提升物体的重力．
答：（1）动；
（2）拉力的功率有180W；
（3）这个动滑轮的机械效率是66.7%；
（4）增加物重（增加质量）．

点评 本题主要考查动能和势能的大小变化、机械效率和功率的计算，同时考查提高机械效率的方法，确定s与h的关系，搞清有用功、总功是解决问题的关键．