(2011?安慶一模)小強(qiáng)利用如圖所示的滑輪組去拉物體,使重為2000N的物體A沿水平方向勻速移動了6m,若A所受地面的摩擦力f=600N,小強(qiáng)所用拉力F=250N,該裝置的機(jī)械效率是多少?若物體A重為3000N,仍使用該滑輪組去拉,其機(jī)械效率將如何變化(要求說明其道理)?
分析:當(dāng)滑輪組水平使用時,克服的就不是物體的重力,而是物體受到的摩擦力,故此時克服摩擦力拉動物體所做的功為有用功,可利用公式W有用=fS計(jì)算,而人的拉力所做的功為總功,可利用公式W=FS計(jì)算,再利用公式η=
W有用
W
計(jì)算機(jī)械效率.
首先判斷物體A受到的摩擦力的變化,再利用公式η=
W有用
W
=
W有用
W有用+W額外
判斷機(jī)械效率的變化.
解答:解:從圖中可知,有三段繩子在拉重物,故繩端拉力移動距離為物體移動距離的三倍,即S=3S=3×6m=18m,
而f=600N,F(xiàn)=250N,
∴有用功為:W有用=fS=600N×6m=3600J,
總功為:W=FS=250N×18m=4500J,
機(jī)械效率為:η=
W有用
W
=
3600J
4500J
=80%.
因?yàn)槲矬w的重力增大,對地面的壓力增大,物體A受到的摩擦力增大,滑輪組克服物體A受到的摩擦力所做的有用功增大,同一滑輪組的額外功基本不變,所以有用功占總功的比值增大,即機(jī)械效率變大.
點(diǎn)評:本題有兩處關(guān)鍵的地方,一是滑輪組水平使用克服的是摩擦力,故題目已知的物體重力是個干擾條件;二是題目沒有告訴繩端或是物體移動的距離,故要對機(jī)械效率的公式進(jìn)行推導(dǎo).
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I2-I1
I2-I1
,Rx=
I1R0
I2-I1
I1R0
I2-I1
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