Question

20．用一個(gè)動(dòng)滑輪把重100N的物體，在10s內(nèi)勻速提到5m高的樓上，作用在繩上的拉力F為60N，（若不計(jì)繩重和摩擦），則繩子移動(dòng)的距離為10m，拉力F做功的功率為60W．動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為83.3%．將120N的物體運(yùn)到樓上此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為85.7%．

Answer 1

分析 （1）動(dòng)滑輪能省力，但費(fèi)一半距離；
（2）根據(jù)W=Fs計(jì)算動(dòng)滑輪做的功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$計(jì)算拉力的功率；
（3）根據(jù)機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算機(jī)械效率；
（4）若不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力所做的功為額外功，增加物重，額外功不變，據(jù)此計(jì)算出額外功；最后根據(jù)機(jī)械效率公式計(jì)算出機(jī)械效率．

解答 解：（1）動(dòng)滑輪費(fèi)一半距離，繩子移動(dòng)的距離為2×5m=10m；
（2）拉力所做的功W_總=Fs=60N×10m=600J；
拉力的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{600J}{10s}$=60W；
（3）有用功W_有用=Gh=100N×5m=500J；
機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{500J}{600J}$×100%≈83.3%；
（4）動(dòng)滑輪的額外功為W_額=W_總-W_有用=600J-500J=100J；
120N的物體運(yùn)到樓上時(shí)，有用功為W′=G′h=120N×5m=600J；
若不計(jì)繩重和摩擦，使用動(dòng)滑輪時(shí)額外功不變，
機(jī)械效率為η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{額}}$=$\frac{600J}{600J+100J}$×100%≈85.7%．
故答案為：10；60；83.3%；85.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用動(dòng)滑輪功率、機(jī)械效率的計(jì)算，以及影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率大小的因素，屬于比較典型的題目．