小磊每周一所升的3號國旗(128cm×192cm)的質量為160g,而他升旗時所施加的拉力10N,他在把國旗升高10m到桿頂?shù)倪^程中,他所做的總功是多少,有用功是多少?機械效率為多少?應如何提高機械效率?(取g=10N/kg)
解:(1)拉力移動距離s=h=10m,
拉力做的總功:W
總=Fs=10N×10m=100J;
(2)國旗的重力G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N,
有用功:W
有用=Gh=1.6N×10m=16J;
(3)機械效率:η=
×100%=
×100%=16%;
(4)根據(jù)η=
=
可知,在有用功不變的情況下,可以減小摩擦和繩子重來減小額外功,從而提高機械效率.
分析:(1)旗桿上方是一定滑輪,拉力移動距離和國旗上升的高度相同,根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功;
(2)根據(jù)G=mg求出國旗的重力,根據(jù)W=Gh求出有用功;
(3)根據(jù)η=
求出機械效率;
(4)根據(jù)η=
=
可知,要想提高機械效率,可以減小克服摩擦和繩子重所做的額外功.
點評:此題主要考查的是學生對有用功、總功、機械效率計算公式和提高機械效率方法的理解和掌握,基礎性題目.