Question

6．如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为250N．则：动滑轮重为150N，人拉绳子做功的功率为50W，滑轮组的机械效率为70%．若用该装置提升400N的重物，此时滑轮组的机械效率将变大．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）首先确定滑轮组绳子的有效股数，然后根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）计算动滑轮的重力；
（2）知道物体的匀速上升高度，根据滑轮组的特点，计算绳子末端移动的距离；又知道拉力大小，根据功的公式和功率公式求人拉绳做功的功率；
（3）知道物体重和上升的高度，利用功的公式计算有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重和摩擦时，根据机械效率的公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{动}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知，当增加重物的重力时，该滑轮组的机械效率的变大．所以同理，即使计入绳重和摩擦时，加重物的重力，滑轮组的机械效率也随之变大．．

解答 解：（1）由图可知，n=2，
由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮的重力：
G_动=2F-G=2×250N-350N=150N；
（2）绳子末端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
拉力做功：W_总=Fs=250N×2m=500J，
拉力做功功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{500J}{10s}$=50W；
（3）对物体做有用功：W_有=Gh=350N×1m=350J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{350J}{500J}$×100%=70%；
（4）不计绳重和摩擦时，根据机械效率的公式η=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知，当增加重物的重力时，该滑轮组的机械效率将增加．同理，即使计入绳重和摩擦时，增加重物的重力，滑轮组的机械效率也会随之变大．
故答案为：150；50；70%；变大．

点评 本题综合考查了有用功和总功的计算、功率的计算、机械效率的计算，利用好s=2h和F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）是本题的突破口，属于易错题．