如图,用1.2N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体,物体上升0.1m所用时间为2s.不计绳重和摩擦,则:
(1)此过程中拉力的功率;
(2)该滑轮的机械效率;
(3)假设动滑轮始终能正常工作,在将物重由2N不断逐次增大的过程中,它的机械效率范围是________.
试题答案
解:(1)物体上升0.1m,则绳子就会上升h=0.2m,所以拉力所做的功W=Fs=1.2×0.2=0.24J,
由功率公式P===0.12W;
答:此过程中拉力的功率为0.12瓦;
(2)重物上升时所做的功为W′=Gh=2×0.1=0.2J,
所以η===83.3%;
答:该滑轮的机械效率83.3%;
(3)已知拉力为1.2N时,可以拉起重为2N的物体,所以滑轮的重力为1.2×2N-2N=0.4N,
所以当重物的重力增大时,η==,
所以η会一直增大,但永远小于100%,故83.3%<η<100%;
故答案为:83.3%-100%.
试题解析
求解功率时可用公式P=,由图可知,经过动滑轮的绳子股数是2股,所以重物上升的距离是绳子前进距离的一半,克服重物做功是有用功,拉力所做的功为总功,滑轮的机械效率等于有用功比总功,机械效率永远小于100%.
点评:对于机械效率的问题,要用有用功比总功,机械效率会随着重物重力的增大而增大,但小于100%.
