Question

11．如圖所示，建筑工地上，工人利用該裝置每次提升一件重1000N的建材以0.1m/s的速度勻速提升，拉力F的大小是600N，則拉力F的功率為120W，裝置的機(jī)械效率為83.3%，若不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重為200N．為提高該裝置的機(jī)械效率請你提出一條合理化建議使用輕質(zhì)動(dòng)滑輪（減小摩擦）

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)v_繩=nv_物可得繩子移動(dòng)的速度，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F的功率，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出裝置的機(jī)械效率，若不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪重；
（2）提高機(jī)械效率可以在提升的重物不變時(shí)減小額外功，或在保持機(jī)械不變的條件下，增大提升的物體重力．

解答 解：（1）由圖可知，n=2，則繩子移動(dòng)的速度：
v_繩=nv_物=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩=600N×0.2m/s=120W，
裝置的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{1000N}{2×600N}$×100%≈83.3%，
不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪重：
G_動(dòng)=nF-G=2×600N-1000N=200N；
（2）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可知：提高機(jī)械效率可以在保持機(jī)械不變的條件下，增大提升的物體重力或在提升的重物不變時(shí)減小額外功，
所以，在許可范圍內(nèi)每次多調(diào)運(yùn)一些建材（或減輕動(dòng)滑輪的自重、或在滑輪轉(zhuǎn)軸處加潤滑油）．
故答案為：120；83.3%；200；在許可范圍內(nèi)每次多調(diào)運(yùn)一些建材（或減輕動(dòng)滑輪的自重、或在滑輪轉(zhuǎn)軸處加潤滑油）．

點(diǎn)評 本題考查了功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算以及提高機(jī)械效率的方法，關(guān)鍵是公式的靈活運(yùn)用和有用功、總功、機(jī)械效率的理解與掌握．