Question

13．小明同學采用最省力的方法用圖所示滑輪組提升貨物．把重為120N的貨物從井中勻速提升5m，所用拉力50N．求：
（1）在圖中畫出滑輪組的繞線方法；
（2）用滑輪組提升貨物時做的有用功；
（3）滑輪組的機械效率．
（4）請提出一種提高滑輪組機械效率的方法．

Answer 1

分析 （1）根據拉力向上確定末端繩子的方向，然后從外向內確定繩子的繞線；
（2）根據W有用=Gh計算有用功；
（3）求出s，根據W=Fs求出拉力做的功；再根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算機械效率；
（4）根據影響有用功、額外功的因素來分析影響機械效率的因素．

解答 解：（1）拉力向上，從外向內依次繞線，如圖所示：

（2）有用功W_有用=Gh=120N×5m=600J；
（3）由圖可知，n=3，
則繩子自由端移動的距離s=2h=3×5m=15m，
拉力做的功W_總=Fs=50N×15m=750J
機械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{600J}{750J}$×100%=80%；
（4）提高滑輪組的機械效率，需想辦法增加有用功、減少額外功，可增加被提升物體的重力，減小動滑輪的重力并加潤滑油．
答：（1）如上圖；
（2）滑輪組勻速提升貨物時做的有用功600J；
（3）滑輪組的機械效率為80%；
（4）增加被提升物體的重力（或減小動滑輪的重力或加潤滑油）．

點評 本題是有關機械效率的綜合計算題目，詳細考查了有用功、總功、機械效率，同時考查了影響滑輪組機械效率的因素，考查全面，難度中等．