Question

10．利用如圖所示的裝置，用40N的拉力拉著重為90N的物體勻速上升，不計繩重和摩擦，則動滑輪重力為30N．若繩子能承受的最大拉力為50N，此裝置的機械效率最大可提高到80%．

Answer 1

分析 不計繩重和摩擦，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動）計算動滑輪重力；
根據(jù)W_總=W_有+W_額，計算有用功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算機械效率．

解答 解：
由圖通過起滑輪繩子的段數(shù)n=3，
不計繩重和摩擦，F(xiàn)=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動），
所以動滑輪重力為：G_動=3F-G_物=3×40N-90N=30N；
繩子能承受的最大拉力為50N時，
W_總=F′s=F′nh，
W_額=G_動h，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{總}-{W}_{額}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{F′nh-{G}_{動}h}{F′nh}$=$\frac{F′n-{G}_{動}}{F′n}$×100%
=$\frac{50N×3-30N}{50N×3}$×100%
=80%．
故答案為：30；80%．

點評 本題考查滑輪組繩子自由拉力和機械效率的計算，正確理解有用功、額外功和總功，用好不計繩重和摩擦，F(xiàn)=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動）．