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13.小然同學(xué)用如圖所示的滑輪組勻速提升重120N的口袋,拉繩的力為80N.在10s內(nèi)將口袋提升了1m.(不計摩擦)
(1)利用這些數(shù)據(jù),根據(jù)所學(xué)物理公式,寫出可求的物理量.(至少寫出3個)
(2)小然為了探究提高滑輪組的效率η的途徑,他用同一個滑輪組提升重240N的口袋(不計摩擦).此時滑輪組的機械效率為多少?
(3)根據(jù)前后兩次提物,小然初步可以得出結(jié)論:用同一滑輪組提升不同重物時,物體越重,機械效率越越高.

分析 (1)已知口袋重和提升的高度,利用W=Gh求有用功,又知道做功時間,利用功率公式求有用功功率;知道拉力大小,求出拉力移動的距離,利用W=Fs求總功;根據(jù)效率公式求滑輪組的機械效率;
(2)由滑輪組公式求出動滑輪的重力,然后應(yīng)用效率公式求出滑輪組效率.
(3)比較兩次滑輪組的效率,然后得出結(jié)論.

解答 解:(1)由圖示滑輪組可知,承重繩子的股數(shù):n=2.
①繩自由端拉下的距離:s=2h=2×1m=2m;
②有用功:W有用=Gh=120N×1m=120J;
③有用功功率:
P有用=Wt=120J10s=12W,
④總功:W=Fs=80N×2m=160J;
⑤滑輪組的機械效率:η=WW×100%=120J160J×100%=75%;
(2)由F=G+Gn可知,
動滑輪的重力:G動滑輪=nF-G重物=2×80N-120N=40N,
滑輪組的機械效率:
η=WW×100%=WW+W×100%=GhGh+Gh×100%=GG+G×100%=240N240N+40N×100%≈85.7%;
答:(1)計算出的與此題相關(guān)的物理量為:①繩自由端拉下的距離為2m;②有用功為120J;③有用功功率為12W;④總功為160J;⑤滑輪組的機械效率是75%;
(2)他用同一個滑輪組提升重240N的口袋(不計摩擦),此時滑輪組的機械效率為85.7%;
(3)根據(jù)前后兩次提物可知:用同一滑輪組提升不同重物時,物體越重,機械效率越越高.

點評 第一問為答案開放型題,主要考查重力、有用功、總功、機械效率的計算,雖知識點多,但屬于基礎(chǔ)內(nèi)容;
第二問要知道提高滑輪組效率的方法:一是減小額外功(如減小摩擦等),二是增大提升的物體重.

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