小磊每周一所升的3号国旗(128cm×192cm)的质量为160g,而他升旗时所施加的拉力10N,他在把国旗升高10m到杆顶的过程中,他所做的总功是多少,有用功是多少?机械效率为多少?应如何提高机械效率?(取g=10N/kg)
解:(1)拉力移动距离s=h=10m,
拉力做的总功:W
总=Fs=10N×10m=100J;
(2)国旗的重力G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N,
有用功:W
有用=Gh=1.6N×10m=16J;
(3)机械效率:η=
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/26908.png)
×100%=
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/392697.png)
×100%=16%;
(4)根据η=
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/26908.png)
=
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/185291.png)
可知,在有用功不变的情况下,可以减小摩擦和绳子重来减小额外功,从而提高机械效率.
分析:(1)旗杆上方是一定滑轮,拉力移动距离和国旗上升的高度相同,根据W=Fs求出拉力做的总功;
(2)根据G=mg求出国旗的重力,根据W=Gh求出有用功;
(3)根据η=
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/26908.png)
求出机械效率;
(4)根据η=
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/26908.png)
=
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/185291.png)
可知,要想提高机械效率,可以减小克服摩擦和绳子重所做的额外功.
点评:此题主要考查的是学生对有用功、总功、机械效率计算公式和提高机械效率方法的理解和掌握,基础性题目.