Question

12．如图所示，用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升1.5m，所用的时间为30s．
（1）拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
（4）如果用同一滑轮组提升的物重增大，机械效率会怎么变化？

Answer 1

分析 （1）知道木箱的重和提升的高度，根据W=Gh求出拉力所做的有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的总功，再根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（4）通过分析有用功、额外功、总功的变化，可判断滑轮组机械效率的变化．

解答 解：（1）拉力所做的有用功：
W_有=Gh=1200N×1.5m=1800J；
（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s=nh=3×1.5m=4.5m，
拉力所做的功：
W_总=Fs=500N×4.5m=2250J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2250J}{30s}$=75W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1800J}{2250J}$×100%=80%；
（4）如果用同一滑轮组提升的物重增大时，则有用功增大了，而额外功不变，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可知，其机械效率会增大．
答：（1）拉力所做的有用功是1800J；
（2）拉力的功率是75W；
（3）滑轮组的机械效率是80%；
（4）如果用同一滑轮组提升的物重增大，机械效率会增大．

点评 本题考查有用功、总功、功率、机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率因素的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．