Question

10．利用如图所示的装置，用40N的拉力拉着重为90N的物体匀速上升，不计绳重和摩擦，则动滑轮重力为30N．若绳子能承受的最大拉力为50N，此装置的机械效率最大可提高到80%．

Answer 1

分析 不计绳重和摩擦，根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）计算动滑轮重力；
根据W_总=W_有+W_额，计算有用功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算机械效率．

解答 解：
由图通过起滑轮绳子的段数n=3，
不计绳重和摩擦，F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_动），
所以动滑轮重力为：G_动=3F-G_物=3×40N-90N=30N；
绳子能承受的最大拉力为50N时，
W_总=F′s=F′nh，
W_额=G_动h，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{总}-{W}_{额}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{F′nh-{G}_{动}h}{F′nh}$=$\frac{F′n-{G}_{动}}{F′n}$×100%
=$\frac{50N×3-30N}{50N×3}$×100%
=80%．
故答案为：30；80%．

点评 本题考查滑轮组绳子自由拉力和机械效率的计算，正确理解有用功、额外功和总功，用好不计绳重和摩擦，F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）．