Question

19．用如圖所示的動(dòng)滑輪勻速提升質(zhì)量為30kg的重物，重物提升0.3m所用的時(shí)間為4s，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為75%．（g取10N/kg）
（1）提升重物的過程中，若以動(dòng)滑輪為參照物，則重物是靜止的；
（2）求所做的有用功W_有用；拉力F的大小和拉力的功率P；
（3）請(qǐng)你寫出其中的一種方法來提高用此動(dòng)滑輪提升物體時(shí)的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的，判斷物體的運(yùn)動(dòng)和靜止，首先確定一個(gè)參照物，如果被研究的物體和參照物之間沒有發(fā)生位置的改變，被研究的物體是靜止的，否則是運(yùn)動(dòng)的；
（2）先根據(jù)公式G_物=mg計(jì)算出重物的重力，再根據(jù)公式W_有用=G_物h計(jì)算；根據(jù)機(jī)械效率的變形公式計(jì)算出拉力做的總功，由W_總=Fs的變形求出拉力的大��；根據(jù)P=$\frac{W}{t}$計(jì)算功率；
（3）提高動(dòng)滑輪提升物體時(shí)的機(jī)械效率的方法是增大所提物體重力或減小滑輪與軸之間的摩擦．

解答 解：（1）因?yàn)橹匚锵鄬?duì)于動(dòng)滑輪位置沒有發(fā)生改變，因此重物相對(duì)于動(dòng)滑輪是靜止的；
（2）重物的重力G_物=mg=30kg×10N/kg=300N，所以所做的有用功W_有用=G_物h=300N×0.3m=90J，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$得，W_總=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{90J}{75%}$=12J；s=2h=2×0.3m=0.6m
由W_總=Fs得拉力F=$\frac{{W}_{總}}{s}$=$\frac{120J}{0.6m}$=200N；
拉力的功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{120J}{4s}$=30W；
（3）提高動(dòng)滑輪提升物體時(shí)的機(jī)械效率的方法是增大所提物體重力或減小滑輪與軸之間的摩擦．
故答案為：
（1）靜止；
（2）所做的有用功W_有用是90J；拉力F是200N；拉力的功率P是30W；
（3）增大所提物體重力或減小滑輪與軸之間的摩擦．

點(diǎn)評(píng) 本題考查功率的計(jì)算、滑輪組的機(jī)械效率，解答此題的關(guān)鍵是靈活運(yùn)用相關(guān)的計(jì)算公式，屬于中等題．