Question

13．小红利用如图所示的滑轮组将重力为3600N的货物提高4m，滑轮组对货物所做的有用功是1.44×10⁴J，如果额外功是9600J，总功是2.4×10⁴J，此时滑轮组的机械效率是60%，如果提升的货物重增加，该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）已知物体的重力和上升的高度，根据公式W=Gh可求滑轮组对货物做的有用功；
（2）已知有用功和额外功的大小，二者之和就是总功；
（3）有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率．
（4）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

解答 解：（1）滑轮组对货物做的有用功W_有=Gh=3600N×4m=1.44×10⁴J；
（2）起重机的总功W_总=W_有+W_外=1.44×10⁴J+9.6×10³J=2.4×10⁴J；
（3）滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.44×1{0}^{4}J}{2.4×1{0}^{4}J}$×100%=60%．
（4）此题滑轮组没有发生变化，所以在此过程中所做的额外功不变，由于物体的重力增加，所以有用功增大，由公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$可知，有用功在总功中所占的比值将增大，所以机械效率变大．
故答案为：1.44×10⁴；2.4×10⁴；60；变大．

点评 本题考查有用功、总功、机械效率等的计算，关键要理解有用功和总功的定义，灵活应用各种公式及其变形．