Question

如圖所示：某人用40N的拉力，使物體A在10s勻速上升5m，不計(jì)繩重和摩擦，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為75%．求：
（1）有用功為多少？
（2）人的功率為多大？
（3）若繩能承受的最大拉力為50N，此裝置的機(jī)械效率可提高到多少？

Answer 1

解：（1）s=nh=4×5m=20m，
W_總=Fs=40N×20m=800J，
∵η=，
75%=，
∴W_有=600J；
（2）人的功率：P===80W；
（3）由于nF=G+G_動(dòng)，故G_動(dòng)=4F-G=160N-=40N，
當(dāng)繩能承受的最大拉力為50牛時(shí)，機(jī)械效率最大可為
η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%．
答：（1）有用功為600J；
（2）人的功率為80W；
（3）若繩能承受的最大拉力為50N，此裝置的機(jī)械效率可提高到80%．
分析：（1）由圖可知串繞在動(dòng)滑輪上的繩子的段數(shù)為4，先根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離，然后根據(jù)W=Fs求出總功，再根據(jù)η=×100%求出有用功；
（2）直接根據(jù)P=即可求出人的功率；
（3）先根據(jù)滑輪組中的拉力與物重、動(dòng)滑輪的重力的關(guān)系求得動(dòng)滑輪的重力，再把動(dòng)滑輪的重力代入機(jī)械效率的變形公式后，可求得最大的機(jī)械效率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑輪組中的受力的分析，關(guān)鍵是要能夠靈活應(yīng)用機(jī)械效率公式的變形．