Question

一個質量為65kg的工人，用圖所示的裝置提升一堆水泥磚．若動滑輪重50N，裝水泥磚的托板重200N，每塊水泥磚重100N．不計摩擦和繩重，當工人勻速提升水泥磚時，此裝置的機械效率最高可達到    %．（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：由滑輪組裝置可知承擔物重的繩子股數n=2，重物被提升h，則拉力端移動的距離s=2h，
當人站在地面上用此裝置提升這些磚的過程中，使用最大拉力不能超過人自重（否則人會被提起），假設F′=G_人，根據F=（G_輪+G_板+G_磚）求出最大磚重G_磚′，求出有用功W_有′=G_磚′h，總功W_總′=F′s，再利用機械效率的公式求此時的機械效率．
解答：解：由圖知，n=2，若磚被提升h，則拉力端移動的距離s=2h，
由題知，人使用的最大拉力：
F_大=G_人=mg=65kg×10N/kg=650N，
∵不計摩擦和繩重，
∴F_大=（G_輪+G_板+G_磚）=（50N+200N+G_磚）=650N，
能提升的最大磚重：
G_磚=1050N，
∵每塊磚重100N，
∴最多能提升磚的數量為10塊，
∴能提升的最大磚重：
G_磚′=1000N，
此時拉力F′=（G_輪+G_板+G_磚′）=（50N+200N+1000N）=625N，
W_有用′=G_磚′×h=1000N×h，
W_總′=F′s=625N×2h，
η′=×100%=×100%=80%．
故答案為：80%．
點評：本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、機械效率的計算方法，不計滑輪的摩擦和繩重，用好拉力F=（G_輪+G_板+G_磚）”是本題的關鍵．