Question

用如圖所示的滑輪組把重600N的物體勻速舉高2m，彈簧測力計的示數為250N．
（1）求：總功、有用功和滑輪組的機械效率．
（2）用該滑輪組提起810N的物體時，彈簧測力計的示敷為300N．此時滑輪組的機械效率是多少？
（3）通過以上計算，請你找出滑輪組機械效率的變化特點．

Answer 1

分析：（1）題中使用的滑輪組，承擔貨物重的繩子股數n=3，設提升物體的高度為h，則繩子自由端移動的距離s=3h；
知道物體重，利用W_有=Gh求提起物體所做的有用功；知道拉力大小，利用W_總=Fs求總功；再利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率；
（2）提升物重增大時，知道拉力大小、s=3h，利用η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求此時滑輪組的機械效率；
（3）由（1）（2）可知當提升物重增大時，滑輪組的機械效率增大．

解答：解：（1）由圖知，承擔物重的繩子股數n=3，
使用滑輪組做的有用功：W_有=Gh=600N×2m=1200J，
拉力移動的距離：s=3h=3×2m=6m，
拉力做的總功：W_總=Fs=250N×6m=1500J，
滑輪組的機械效率：η=

W有

W總

=

1200J

1500J

=80%；
答：此時使用滑輪組做的總功、有用功為1500J、1200J，滑輪組的機械效率為80%．
（2）改變物重后，
η′=

W′有

W′總

=

G′h

F′s

=

G′h

F′3h

=

G′

F′×3

=

810N

300N×3

=90%．
答：用該滑輪組提起810N的物體時，滑輪組的機械效率是90%．
（3）由（1）（2）可知當提升物重增大時，滑輪組的機械效率增大，說明同一滑輪組所提物重越大，滑輪組的機械效率越高．

點評：本題考查了學生對有用功、總功、機械效率公式的理解和運用，根據滑輪組的結構確定承擔物重的繩子股數（直接從動滑輪上引出的繩子股數）是本題的關鍵，計算時注意用“′”區分兩種情況下相同的物理量．