Question

1．用一個(gè)動滑輪在5s內(nèi)將一重為200N的物體向上勻速提起3m，拉力為150N．
（1）在提升重物的過程中，重物的動（填“動”、“重力勢”或“機(jī)械”）能不變．
（2）拉力的功率有多大？
（3）這個(gè)動滑輪的機(jī)械效率是多少？（保留一位小數(shù)）
（4）如果不計(jì)繩重及摩擦，想提高該動滑輪的機(jī)械效率，請你提出一種可行的方法．

Answer 1

分析 （1）影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度，其中動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能．在分析各個(gè)能量的變化時(shí)，根據(jù)各自的影響因素進(jìn)行分析．
（2）根據(jù)s=nh求出拉力作用點(diǎn)移動的距離，由W=Fs求出總功，由P=$\frac{W}{t}$計(jì)算拉力的功率；
（3）利用W_有用=Gh即可求有用功；利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求動滑輪的機(jī)械效率；
（4）動滑輪一定，可通過增加被提升的物重來提高機(jī)械效率．

解答 解：（1）在提升重物的過程中，重物的質(zhì)量不變，速度不變，高度上升，故動能不變，重力勢能增加，因?yàn)樵诖诉^程中，需要克服摩擦力做功，所以機(jī)械能減�。�
（2）繩子的股數(shù)n=2，s=nh=2×3m=6m，
則W_總=Fs=150N×6m=900J，
拉力的功率：P_總=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{900J}{5s}$=180W．
（3）有用功：W_有用=Gh=200N×3m=600J；
繩子的股數(shù)n=2，s=nh=2×3m=6m，
則W_總=Fs=150N×6m=900J，
動滑輪的機(jī)械效為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{600J}{900J}$×100%≈66.7%．
（4）使用同一個(gè)動滑輪，額外功相同，要提高機(jī)械效率，需增大有用功，則應(yīng)提高被提升物體的重力．
答：（1）動；
（2）拉力的功率有180W；
（3）這個(gè)動滑輪的機(jī)械效率是66.7%；
（4）增加物重（增加質(zhì)量）．

點(diǎn)評 本題主要考查動能和勢能的大小變化、機(jī)械效率和功率的計(jì)算，同時(shí)考查提高機(jī)械效率的方法，確定s與h的關(guān)系，搞清有用功、總功是解決問題的關(guān)鍵．