Question

如圖所示的是某起重機的滑輪組，用該滑輪組提起重800N的物體，繩子自由端力F為300N，重物在20s內勻速升高了4m．求：
（1）對重物所做有用功；
（2）起重機做功的功率；
（3）滑輪組的機械效率；
（4）要想提高滑輪組的機械效率可采取什么措施？（寫出一種）

Answer 1

分析：題中使用的是滑輪組，n=3，s=3h．
（1）知道提起物體的重和上升的高度，利用W_有=Gh求有用功；
（2）利用s=3h求出繩端移動的距離，知道拉力大小，利用W=Fs求出起重機做的功；又知道運動時間，利用功率公式求出起重機做功的功率；
（3）知道有用功和總功，利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率；
（4）要提高滑輪組的機械效率可以，有用功一定時，減少額外功；額外功一定時，增大有用功．

解答：解：由圖可知：n=3．
（1）對重物所做有用功：
W_有=Gh=800N×4m=3200J；
（2）繩端移動的距離：
s=3h=3×4m=12m，
起重機做的功：
W_總=Fs=300N×12m=3600J，
起重機做功的功率：
P=

W總

t

=

3600J

20s

=180W；
（3）滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

3200J

3600J

×100%≈88.9%；
（4）增加提升重物重力，可以提高有用功，這樣有用功在總功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑輪組的機械效率．
答：（1）對重物所做有用功為3200J；
（2）起重機做功的功率為180W；
（3）滑輪組的機械效率為88.9%
（4）增加物體重力（或使用輕質滑輪等）．

點評：本題考查了學生對有用功、總功、功率公式、機械效率公式、滑輪組s=nh的理解和運用，涉及到提高機械效率的措施，知識點多、綜合性強，屬于難題．