在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m，（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg）。求：
（1）拉力的功率是多少？
（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
【收录时间】
2020-08-28
【知识点】
机械效率
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（1）拉力的功率是375W；
（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是60%；
（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。
【分析】（1）由图可知连接动滑轮绳子的股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，然后利用W＝Fs求出拉力做的功，最后根据P＝
求出拉力的功率；
（2）由W有用＝Gh可求得有用功，利用η＝
可求得机械效率；
（3）由F＝
（G+G动）可求得动滑轮的重力，再利用F′＝（G′+G动）可求得最大物重，然后利用η＝＝
＝
求得此滑轮组的最大机械效率。
【解答】（1）由图知，n＝3，
则绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×10m＝30m，
拉力做的功：
W总＝Fs＝250N×30m＝7500J，
则施加拉力的功率：
P＝＝
＝375W；
（2）有用功W有用＝Gh＝450N×10m＝4500J，
机械效率η＝×100%＝
×100%＝60%；
（3）由F＝（G+G动）可得，
动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝3×250N﹣450N＝300N；
由F＝
（G+G动）可得，
最大物重G′＝nF′﹣G动＝3×400N﹣300N＝900N；
此滑轮组的最大机械效率η′＝
＝
＝
＝
＝75%。
【点评】本题考查了功的公式、功率公式及效率公式的应用等知识，掌握相关的公式及变形公式是解题的关键。
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2020-08-28
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