Question

8．建筑工人用如圖所示的裝置把重400N的物體勻速提升3m，所用的拉力為300N，該滑輪組的機械效率是多少？若用該裝置提升500N的重物時，此時滑輪組的機械效率將如何變化？

Answer 1

分析 （1）由圖知，動滑輪上繩子的段數n=2；已知物重、拉力和提升的高度，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可求滑輪組的機械效率；
（2）增大機械效率的方法有兩種：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動滑輪的重．

解答 解：由圖可知，動滑輪上繩子的段數n=2，則繩端移動的距離s=2h；
該滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F×2h}$=$\frac{G}{2F}$=$\frac{400N}{2×300N}$×100%≈66.7%．
若用該裝置提升500N的重物時，提升重物的重力增加，在提升高度相同時，所做的有用功將增大，而額外功幾乎不變，根據機械效率公式可知，此時滑輪組的機械效率將增大．
答：該滑輪組的機械效率是66.7%；若用該裝置提升500N的重物時，此時滑輪組的機械效率將增大．

點評 本題考查了滑輪組機械效率的計算以及機械效率的變化問題；本題的解題方法不止一種，也可以分別計算有用功、總功，再根據機械效率的定義式計算滑輪組的機械效率，注意公式的靈活應用．