Question

3．如圖是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組，利用它勻速吊起600kg的重物．在5s內(nèi)使重物升高了5m，機(jī)械效率為80%，g取10N/kg，求：
（1）有用功；
（2）所用的拉力；
（3）拉力做功的功率；
（4）說出一種提高該滑輪組機(jī)械效率的方法．

Answer 1

分析 （1）知道重物的質(zhì)量和提升的高度，根據(jù)W=Gh=mgh求出有用功；
（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出總功，利用W=Fs求出所用的拉力；
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率；
（4）提高滑輪組機(jī)械效率的方法有兩種情況：一是減輕動滑輪質(zhì)量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機(jī)械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機(jī)械效率．

解答 解：（1）有用功：
W_有=Gh=mgh=600kg×10N/kg×5m=3×10⁴J；
（2）由圖可知，n=3，則繩端移動的距離：
s=nh=3×5m=15m，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可得，拉力做的總功：
W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{3×1{0}^{4}J}{80%}$=3.75×10⁴J，
由W=Fs可得，所用的拉力：
F=$\frac{{W}_{總}}{s}$=$\frac{3.75×1{0}^{4}J}{15m}$=2500N；
（3）拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{3.75×1{0}^{4}J}{5s}$=7500W；
（4）提高滑輪組機(jī)械效率的方法有：增大物重，減小動滑輪重，減小摩擦等．
答：（1）有用功為3×10⁴J；
（2）所用的拉力為2500N；
（3）拉力做功的功率為7500W；
（4）增大物重．

點評 本題考查了有用功、拉力和功率的計算以及提高滑輪組機(jī)械效率的方法，靈活的利用公式及其變形式是關(guān)鍵．