Question

14．如圖所示，用滑輪組將1.5kg的物體勻速提高0.5m，拉力F為10N，則有用功為7.5J，滑輪組機械效率為75%．若增加所提物體的重力，滑輪組機械效率變大（變大/變小/不變）．（不計繩重和摩擦，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）利用W=Gh=mgh求有用功；
（2）由圖可知，有兩股繩子在拉重物，即n=2，拉力端移動距離s=2h，利用W=Fs求總功，再利用效率公式求滑輪組的機械效率；
（3）增大機械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動滑輪重．

解答 解：
（1）由圖可知，n=2，則拉力端移動距離：s=2h=2×0.5m=1m．
有用功為：W_有用=Gh=mgh=1.5kg×10N/kg×0.5m=7.5J；
（2）拉力做的總功為：W_總=Fs=10N×1m=10J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{7.5J}{10J}$×100%=75%；
（3）增加所提物體的重力時，有用功增大，而摩擦不計、動滑輪重不變，額外功不變，這樣有用功在總功中所占的比例增大，滑輪組的機械效率將變大．
故答案為：7.5； 75%； 變大．

點評 本題考查使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算以及增大機械效率的方法，關鍵是承擔物重的繩子股數的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數）．