Question

如图是工地上用来吊运货物的吊车滑轮组．某次作业时，吊车将重为4200N的货物在1min内匀速提升6m时，钢丝绳拉力F是2000N，接着又在水平方向移动3m．
（1）吊车水平移动的过程中，货物重力做的功是多少？
（2）钢丝绳吊运货物时的功率是多少？
（3）吊车用滑轮组提升货物时的机械效率是多大？
（4）要提高吊车滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出一种方法即可）

Answer 1

解：（1）货物在重力方向上没有移动距离，故货物重力在水平方向做功为零．
答：货物重力做的功是0．
（2）由图示吊车滑轮组可知：n=3，
钢丝绳提升货物时W_总=Fs=F×nh=2000N×3×6m=3.6×10⁴J，
功率P===6×10²W，
答：功率为6×10²W；
（3）对重物所做的有用功W_有用=Gh=4200N×6m=2.52×10⁴J
则η=×100%=70%．
答：机械效率为70%；
（4）要增大机械效率，应减小额外功，即减小动滑轮的重量和摩擦力，同时所吊东西越重，额外功相对就越少．
故可以：
①减轻动滑轮的重量；
②在滑轮转轴处加润滑油，减小摩擦；
③在机械允许的范围内，每次尽可能吊起更重的物体．
（任选1个）
分析：（1）行车水平移动过程中，货物在重力方向上没有移动距离，故货物重力做功为零．
（1）已知货物的重量和上升的高度可求有用功；由功和时间和功率公式可求得功率；
（2）由滑轮组的特点可求得拉力的距离，由拉力和拉力的距离求得总功，由有用功和总功利用机械效率公式可求得机械效率；
（3）拉力所做的额外功主要是因为摩擦力和动滑轮的重力，可以从这两方面进行考虑．
点评：增大机械效率即减小额外功所占的比例，故机械效率还与吊起的重物的重量有关．