Question

14．如图所示，旗杆顶上安装定滑轮（图甲）的好处改变力的方向，塔吊中使用的滑轮组（图乙）好处省力，乙图中用10⁴N的拉力F将重为1.8×10⁴N的重物匀速竖直提升10m，历时20s，则滑轮组的机械效率是60%，拉力F的功率为1.5×10⁴W．

Answer 1

分析 知道使用定滑轮可以改变力的方向以及使用动滑轮可以省力的特点．分别依据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求效率，利用p=$\frac{W}{t}$计算功率．

解答 解：（1）旗杆顶端滑轮的作用是向下施力，使国旗上升即实现改变力的方向的作用．
（2）图乙中提升重物时三段绳子承担物重，使用动滑轮可以省力．
（3）依据题意，代入公式W_有用=Gh=1.8×10⁴N×10m=1.8×10⁵J；
由于承担物重的绳子段数为3，所以绳子自由端移动的距离s=3h=30m；
则有 W_总=Fs=10⁴N×30m=3×10⁵J，代入公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.8×1{0}^{5}J}{3×1{0}^{5}J}$×100%=60%；
（4）利用功率的公式p=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3×1{0}^{5}J}{20s}$=1.5×10⁴W．
故答案为：改变力的方向；省力；60%；1.5×10⁴．

点评 本题考查定滑轮的实质和使用特点，熟练掌握和运用公式计算滑轮组的机械效率和功率．