Question

5．在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200N的建筑材料从地面运到高10m的楼上，手竖直向上的拉力是500N，拉力移动距离30m，在这个过程中，滑轮组的机械效率是80%．当所运的建筑材料重量减少时，此时滑轮组的机械效率将变小．（选填：“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出拉力移动的距离，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（2）当所运的建筑材料重量减少时，额外功不变，有用功减小，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%判断机械效率的变化．

解答 解：（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s=nh=3×10m=30m，
拉力做的有用功：
W_有=Gh=1200N×10m=12000J，
拉力做的总功：
W_总=Fs=500N×30m=15000J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{12000J}{15000J}$×100%=80%；
（2）当所运的建筑材料重量减少时，额外功不变，有用功减小，总功减小，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$×100%=$\frac{1}{1+\frac{{W}_{额}}{{W}_{有}}}$×100%可知，滑轮组的机械效率变小．
故答案为：30；80%；变小．

点评 本题考查了绳端移动距离和滑轮组机械效率的计算以及滑轮组机械效率变化的判断，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．