Question

20．用一個動滑輪把重100N的物體，在10s內勻速提到5m高的樓上，作用在繩上的拉力F為60N，（若不計繩重和摩擦），則繩子移動的距離為10m，拉力F做功的功率為60W．動滑輪的機械效率為83.3%．將120N的物體運到樓上此時動滑輪的機械效率為85.7%．

Answer 1

分析 （1）動滑輪能省力，但費一半距離；
（2）根據W=Fs計算動滑輪做的功，根據P=$\frac{W}{t}$計算拉力的功率；
（3）根據機械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算機械效率；
（4）若不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力所做的功為額外功，增加物重，額外功不變，據此計算出額外功；最后根據機械效率公式計算出機械效率．

解答 解：（1）動滑輪費一半距離，繩子移動的距離為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；
機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{500J}{600J}$×100%≈83.3%；
（4）動滑輪的額外功為W_額=W_總-W_有用=600J-500J=100J；
120N的物體運到樓上時，有用功為W′=G′h=120N×5m=600J；
若不計繩重和摩擦，使用動滑輪時額外功不變，
機械效率為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%．

點評 本題考查了使用動滑輪功率、機械效率的計算，以及影響動滑輪機械效率大小的因素，屬于比較典型的題目．