Question

2．工人师傅利用一个动滑轮欲将重物提到高处，他用120N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为200N的物体，物体上升1m所用时间为10s．此过程中拉力的功率为24W，动滑轮的机械效率为83.3%．将物重由200N不断逐次增大，假设动滑轮始终能正常工作，此过程中，它的机械效率范围是83.3%≤η＜100%．

Answer 1

分析 （1）已知拉力和拉力移动的距离，可求得拉力所做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$可求得此过程中拉力的功率；
（2）根据W=Gh可求得有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可求得机械效率；
（3）当物重为2N时的机械效率已经求出，根据公式η=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知，物体重力越大，机械效率越高，但总小于100%．

解答 解：（1）因为工人师傅利用一个动滑轮欲将重物提到高处，故s=2h=2×1m=2m，
W_总=Fs=120N×2m=240J，
此过程中拉力的功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{240J}{10s}$=24W；
（2）W_有用=Gh=200N×1m=200J，
机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{200J}{240J}$×100%≈83.3%；
（3）当物体重力增大时，机械效率随之增大，但总小于100%，
所以它的机械效率范围是83.3%≤η＜100%．
故答案为 24；83.3%；83.3%≤η＜100%．

点评 本题考查有用功、总功、功率、机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道机械效率随物体重力的增加而增加，但不会大于1，因为有用功始终小于总功．