Question

如圖，用1.2N的拉力沿豎直方向勻速拉起重為2N的物體，物體上升0.1m所用時間為2s．不計繩重和摩擦，則：
（1）此過程中拉力的功率；
（2）該滑輪的機械效率；
（3）假設動滑輪始終能正常工作，在將物重由2N不斷逐次增大的過程中，它的機械效率范圍是

 

．

Answer 1

分析：求解功率時可用公式P=

W

t

，由圖可知，經過動滑輪的繩子股數是2股，所以重物上升的距離是繩子前進距離的一半，克服重物做功是有用功，拉力所做的功為總功，滑輪的機械效率等于有用功比總功，機械效率永遠小于100%．

解答：解：（1）物體上升0.1m，則繩子就會上升h=0.2m，所以拉力所做的功W=Fs=1.2×0.2=0.24J，
由功率公式P=

W

t

=

0.24

2

=0.12W；
答：此過程中拉力的功率為0.12瓦；

（2）重物上升時所做的功為W′=Gh=2×0.1=0.2J，
所以η=

W′

W

×100%=

0.2

0.24

×100%=83.3%；
答：該滑輪的機械效率83.3%；

（3）已知拉力為1.2N時，可以拉起重為2N的物體，所以滑輪的重力為1.2×2N-2N=0.4N，
所以當重物的重力增大時，η=

Gh

(G+0.4)h

×100%=

1

1+ 0.4 G

×100%，
所以η會一直增大，但永遠小于100%，故83.3%＜η＜100%；
故答案為：83.3%-100%．

點評：對于機械效率的問題，要用有用功比總功，機械效率會隨著重物重力的增大而增大，但小于100%．