Question

王力同學用如圖所示的滑輪組勻速提升重120N的口袋，拉繩的力為80N．在10s內將口袋提升了1m．（不計摩擦）
（1）根據這些數據，可求出哪些物理量．（至少寫出五個）
（2）王力為了探究提高滑輪組的效率 的途徑，他用同一個滑輪組提升重240N的口袋（不計摩擦）．實驗前，他猜想：滑輪組的機械效率與物重有關．請你說明他是如何探究的呢？結論又如何？

Answer 1

解：
（1）由圖知，n=2．
①繩自由端拉下的距離：s=2h=2×1m=2m；
②有用功：W_有用=Gh=120N×1m=120J；
③有用功功率：
P_有用===12W，
④總功：W_總=Fs=80N×2m=160J；
⑤滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=75%；
（2）探究方法：用同一個滑輪組，增大提升的口袋重，同彈簧測力計測量出拉力F′，利用效率公式求出此時的機械效率η′，分析實驗數據得出結論：使用同一滑輪組，當提升物重增大時，滑輪組的機械效率將增大．
答：（1）計算出的與此題相關的5個物理量為：①繩自由端拉下的距離為2m；②有用功為120J；③有用功功率為12W；④總功為160J；⑤滑輪組的機械效率是75%；
（2）用同一個滑輪組，增大提升的口袋重，同彈簧測力計測量出拉力F′，利用效率公式求出此時的機械效率η′；使用同一滑輪組，當提升物重增大時，滑輪組的機械效率將增大．
分析：（1）已知口袋重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道做功時間，利用功率公式求有用功功率；知道拉力大小，求出拉力移動的距離，利用W=Fs求總功；根據效率公式求滑輪組的機械效率；
（2）用同一個滑輪組，增大提升的口袋重，同彈簧測力計測出拉力大小，利用效率公式求出此時的機械效率，得出結論．
點評：第一問為答案開放型題，主要考查重力、有用功、總功、機械效率的計算，雖知識點多，但屬于基礎內容；
第二問要知道提高滑輪組效率的方法：一是減小額外功（如減小摩擦等），二是增大提升的物體重．