Question

如图，用1.2N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体，物体上升0.1m所用时间为2s．不计绳重和摩擦，则：
（1）此过程中拉力的功率；
（2）该滑轮的机械效率；
（3）假设动滑轮始终能正常工作，在将物重由2N不断逐次增大的过程中，它的机械效率范围是______．

Answer 1

【答案】分析：求解功率时可用公式P=，由图可知，经过动滑轮的绳子股数是2股，所以重物上升的距离是绳子前进距离的一半，克服重物做功是有用功，拉力所做的功为总功，滑轮的机械效率等于有用功比总功，机械效率永远小于100%．
解答：解：（1）物体上升0.1m，则绳子就会上升h=0.2m，所以拉力所做的功W=Fs=1.2×0.2=0.24J，
由功率公式P===0.12W；
答：此过程中拉力的功率为0.12瓦；

（2）重物上升时所做的功为W′=Gh=2×0.1=0.2J，
所以η===83.3%；
答：该滑轮的机械效率83.3%；

（3）已知拉力为1.2N时，可以拉起重为2N的物体，所以滑轮的重力为1.2×2N-2N=0.4N，
所以当重物的重力增大时，η==，
所以η会一直增大，但永远小于100%，故83.3%＜η＜100%；
故答案为：83.3%-100%．
点评：对于机械效率的问题，要用有用功比总功，机械效率会随着重物重力的增大而增大，但小于100%．