Question

13．建筑工人只用一个动滑轮将重80N的物体匀速提升5m，拉力是50N，此过程中动滑轮的机械效率是80%．若不计绳重及摩擦，动滑轮重力是20N，若用该装置提升100N的重物，其机械效率的大小将变大．（选填“变小”、“变大”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）由题使用动滑轮时通过动滑轮的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h；
有用功是指把重物提升所做的功，即W_有用=Gh；总功是人的拉力所做的功，即W_总=Fs；利用机械效率公式计算其机械效率．
（2）不计绳重及摩擦，根据F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动）计算动滑轮重；
（3）不计绳重及摩擦，根据有用功和额外功的变化情况分析机械效率大小．

解答 解：
（1）W_有用=Gh=80N×5m=400J；
由题使用动滑轮时通过动滑轮的绳子股数n=2，
绳子自由端移动距离s=2h=2×5m=10m，
拉力做的总功：W_总=Fs=50N×10m=500J，
动滑轮机械的效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{400J}{500J}$×100%=80%；
（2）不计绳重及摩擦，F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动），
G_动=2F-G_物=2×50N-80N=20N；
（3）当提升重物的重力增加为100N时，做的有用功变大，而额外功几乎不变，故机械效率变大．
故答案为：80%；20；变大．

点评 本题考查了动滑轮机械效率的计算，关键：一是n的确定，二是正确理解有用功和总功．滑轮组的机械效率还可以利用η=$\frac{G}{nF}$计算．