Question

15．一名工人用如圖所示的滑輪組提起450N的重物，繩子自由端的拉力F為200N，重物在5s內(nèi)勻速上升了1m，拉力的功率是120W，該裝置的機械效率是75%，若用此滑輪組提起600N的重物，則滑輪組的機械效率是80%（不計摩擦和繩重）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=3h求出拉力移動距離，根據(jù)W=Fs求出總功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求出機械效率；
（3）根據(jù)額外功求出動滑輪重，利用η=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$計算機械效率．

解答 解：（1）拉力移動距離s=3h=3×1m=3m，
拉力做的總功W_總=Fs=200N×3m=600J，
拉力的功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{600J}{5s}$=120W；
（2）有用功：W_有用=Gh=450N×1m=450J；
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{450J}{600J}$×100%=75%；
（2）物重450N時，額外功：W_額=W_總-W_有用=600J-450J=150J，
由于不計摩擦和繩重，W_額=G_動h，則動滑輪重：G_動=$\frac{{W}_{額}}{h}$=$\frac{150J}{1m}$=150N，
物重G′=600N時，機械效率：η′=$\frac{{W}_{有}′}{{W}_{總}′}$×100%=$\frac{{W}_{有}′}{{W}_{有}′+{W}_{額}′}$×100%=$\frac{G′h}{G′h+{G}_{動}h}$×100%=$\frac{G′}{G′+{G}_{動}}$×100%=$\frac{600N}{600N+150N}$×100%=80%．
故答案為：120；75%；80%．

點評 此題主要考查的是學生對有用功、總功、功率、機械效率計算公式的理解和掌握，綜合性較強，有一定難度．