Question

18．如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重180N，动滑轮和桶总重20N，绳重和摩擦均不计．则在此过程中工人做的有用功为360J，该装置的机械效率为90%，就如何提高该装置的效率提出一点建议增加提起沙子的重或减小动滑轮重或减小桶重（合理即可）．

Answer 1

分析 （1）工人利用动滑轮提升沙子，所以克服沙重所做的功为有用功，根据W_有用=G_沙h求出有用功；
（2）绳重和摩擦均不计，对沙子、动滑轮和桶所做的功为总功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算装置的机械效率；
（3）影响动滑轮机械效率的主要因素是物重和动滑轮的重力，物体重力相同时，动滑轮越重，机械效率越低；动滑轮重相同时，物体越重，机械效率越高．

解答 解：
（1）工人做的有用功：W_有用=G_沙h=180N×2m=360J；
（2）因为绳重和摩擦均不计，所以对沙子、动滑轮和桶所做的功为总功，
则总功：W_总=（G_沙+G_动+G_桶）h=（180N+20N）×2m=400J，
该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{360J}{400J}$×100%=90%；
（3）在装置不变时，可以增加提起的沙子的重，提高机械效率；
在提升的沙重相同时，可以减小动滑轮的重力、减小桶重或加润滑油，提高机械效率．
故答案为：360；90；增加提起沙子的重或减小动滑轮重或减小桶重（合理即可）．

点评 本题考查了有用功、机械效率的计算和提高机械效率的方法，关键是明确对谁做的功为有用功．