Question

19．如圖所示，搬運(yùn)工人用滑輪組在20s內(nèi)將重為270N的重物勻速提升6m，所用拉力為 100N，則他所做的有用功是多少J？額外功是多少J？拉力的功率是多少W？滑輪組的機(jī)械效率是多少？如果增加物體的重力，則滑輪組的機(jī)械效率將增大（填“增大”或“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 由圖可知滑輪組通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)W_有=Gh求出有用功，根據(jù)W_總=Fs求出總功，根據(jù)W_總=W_有+W_額計(jì)算額外功；
根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}}{t}$計(jì)算拉力的功率；利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
通過分析有用功、額外功、總功的變化，可判斷滑輪組機(jī)械效率的變化．

解答 解：
由圖可知，通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3，
他所做的有用功：
W_有用=Gh=270N×6m=1620J，
W_總=Fs=Fnh=100N×6m×3=1800J，
由W_總=W_有+W_額額外功為：
W_額=W_總-W_有用=1800J-1620J=180J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1800J}{20s}$=90W，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1620J}{1800J}$×100%=90%；
在使用同一滑輪組時(shí)，增加鉤碼的重力相當(dāng)于增大了有用功，而額外功不變，所以根據(jù)機(jī)械效率的公式可知，其機(jī)械效率會(huì)增大．
答：他所做的有用功是1620J；額外功是180J；拉力的功率是90W；滑輪組的機(jī)械效率是90%；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有用功、總功和滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，明確滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵．