Question

20．如图所示，不计绳重和摩擦．用250N的拉力将重400N的物体10s内匀速提升2m，则物体上升的速度为0.2m/s，绳子自由端移动的距离4m，拉力做的功是1000J，拉力的功率为100W，滑轮组的机械效率为80%，如果此滑轮组下再吊一个重物，它的机械效率将变大（选填“变大”“变小”或“不变“）

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$物体上升的速度；根据s=nh计算绳子自由端移动的距离；知道拉力大小和拉力端移动的距离，利用W_总=Fs求总功，根据P=$\frac{{W}_{总}}{t}$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；再根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（2）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

解答 解：
（1）物体上升的速度：v=$\frac{h}{t}$=$\frac{2m}{10s}$=0.2m/s；
由图可知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×2m=4m；
拉力做的功：W_总=Fs=250N×4m=1000J，
拉力的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W．
当提升G=400N的重物时，
有用功：W_有用=Gh=400N×2m=800J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%；
（2）此题滑轮组没有发生变化，在其它条件相同时，在此过程中所做的额外功不变，由于物体的重力增加，
所以有用功增大，由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$可知，有用功在总功中所占的比值将增大，所以机械效率变大．
故答案为：0.2；4；1000；100；80%；变大．

点评 本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率、功率的计算，由图得出n=2（直接从动滑轮上引出的绳子股数），计算出s=2h是本题的关键．