Question

20．如圖所示，不計(jì)繩重和摩擦．用250N的拉力將重400N的物體10s內(nèi)勻速提升2m，則物體上升的速度為0.2m/s，繩子自由端移動的距離4m，拉力做的功是1000J，拉力的功率為100W，滑輪組的機(jī)械效率為80%，如果此滑輪組下再吊一個(gè)重物，它的機(jī)械效率將變大（選填“變大”“變小”或“不變“）

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$物體上升的速度；根據(jù)s=nh計(jì)算繩子自由端移動的距離；知道拉力大小和拉力端移動的距離，利用W_總=Fs求總功，根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}}{t}$求出拉力的功率；
知道物重G和升高的高度h，利用W_有用=Gh求有用功；再根據(jù)機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（2）增大機(jī)械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動滑輪重．

解答 解：
（1）物體上升的速度：v=$\frac{h}{t}$=$\frac{2m}{10s}$=0.2m/s；
由圖可知，n=2，則繩子自由端移動的距離：s=2h=2×2m=4m；
拉力做的功：W_總=Fs=250N×4m=1000J，
拉力的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W．
當(dāng)提升G=400N的重物時(shí)，
有用功：W_有用=Gh=400N×2m=800J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%；
（2）此題滑輪組沒有發(fā)生變化，在其它條件相同時(shí)，在此過程中所做的額外功不變，由于物體的重力增加，
所以有用功增大，由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{額}}$可知，有用功在總功中所占的比值將增大，所以機(jī)械效率變大．
故答案為：0.2；4；1000；100；80%；變大．

點(diǎn)評 本題考查了使用滑輪組時(shí)有用功、總功、機(jī)械效率、功率的計(jì)算，由圖得出n=2（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)），計(jì)算出s=2h是本題的關(guān)鍵．