Question

2．小明同学用如图中的滑轮提升货物，拉力方向向上，他用10s的时间把重为120N的货物从井中匀速提升5m，拉力做功750J．
（1）在图甲中画出滑轮组的绕线方法；
（2）求用滑轮组匀速提升货物时做的有用功；
（3）求滑轮组的机械效率；
（4）求拉力的大小；
（5）求拉力的功率；
（6）写出一条提高滑轮组机械效率的措施．

Answer 1

分析 （1）根据拉力向上确定末端绳子的方向，然后从外向内确定绳子的绕线；
（2）根据W有用=Gh计算有用功；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算机械效率；
（4）求出s，根据F=$\frac{{W}_{总}}{s}$求出拉力的大小；
（5）根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的机械效率；
（6）根据影响有用功、额外功的因素来分析影响机械效率的因素．

解答 解：（1）拉力向上，从外向内依次绕线，如图所示：

（2）有用功W_有用=Gh=120N×5m=600J；
（3）机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{600J}{750J}$×100%=80%；
（4）由图知，滑轮组由三段绳子承担物重，所以s=3h=3×5m=15m；
由W=Fs得，F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{750J}{15m}$=50N；
（5）拉力的功率：P_总=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{750J}{10s}$=75W；
（6）提高滑轮组的机械效率，需想办法增加有用功、减少额外功，可增加被提升物体的重力，减小动滑轮的重力并加润滑油．
答：（1）如上图；
（2）滑轮组匀速提升货物时做的有用功600J；
（3）滑轮组的机械效率为80%；
（4）拉力的大小为50N；
（5）拉力的功率为75W；
（6）增加被提升物体的重力（或减小动滑轮的重力或加润滑油）．

点评 本题是有关机械效率的综合计算题目，详细考查了有用功、总功、机械效率、功率的计算，同时考查了影响滑轮组机械效率的因素，考查全面，难度不大．