Question

小睿利用机械效率为80％的滑轮组提升重为400N的货物，如图所示，
若小睿10秒内对货物做800J的有用功．求：
(1)货物被提升的高度．
(2)绳子自由端拉力F的大小．
(3)为了提高滑轮组的机械效率，你认为有几种不同的方法？请写出两种．

Answer 1

分析：由图可知，承担物重的绳子股数n=3，
（1）知道货物重大小和对货物做的有用功，利用W_有用=Gh求货物升高的高度h；
（2）知道滑轮组的机械效率和有用功，利用效率公式求总功，再利用W_总=Fs=F×3h求拉力F；
（3）提高滑轮组机械效率的方法有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率．
解答：解：（1）∵W_有用=Gh，即：800J=400N×h，∴货物被提升的高度：h=2m；
（2）∵η=，∴W_总==1000J，∵W_总=Fs=F×3h，
即：1000J=F×3×2m，∴F≈166.7N；
（3）提高滑轮组机械效率的方法：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率．
答：（1）货物被提升的高度为2m；（2）绳子自由端拉力F的大小为166.7N；
（3）一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，二是增加提升物体的重．
点评：增大重物的重力和减小摩擦力或减小动滑轮的重力都是增大机械效率的方法．