Question

18．如圖所示，工人利用動滑輪將沙勻速向上提升2m，已知沙重180N，動滑輪和桶總重20N，繩重和摩擦均不計．則在此過程中工人做的有用功為360J，該裝置的機械效率為90%，就如何提高該裝置的效率提出一點建議增加提起沙子的重或減小動滑輪重或減小桶重（合理即可）．

Answer 1

分析 （1）工人利用動滑輪提升沙子，所以克服沙重所做的功為有用功，根據(jù)W_有用=G_沙h求出有用功；
（2）繩重和摩擦均不計，對沙子、動滑輪和桶所做的功為總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算裝置的機械效率；
（3）影響動滑輪機械效率的主要因素是物重和動滑輪的重力，物體重力相同時，動滑輪越重，機械效率越低；動滑輪重相同時，物體越重，機械效率越高．

解答 解：
（1）工人做的有用功：W_有用=G_沙h=180N×2m=360J；
（2）因為繩重和摩擦均不計，所以對沙子、動滑輪和桶所做的功為總功，
則總功：W_總=（G_沙+G_動+G_桶）h=（180N+20N）×2m=400J，
該裝置的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{360J}{400J}$×100%=90%；
（3）在裝置不變時，可以增加提起的沙子的重，提高機械效率；
在提升的沙重相同時，可以減小動滑輪的重力、減小桶重或加潤滑油，提高機械效率．
故答案為：360；90；增加提起沙子的重或減小動滑輪重或減小桶重（合理即可）．

點評 本題考查了有用功、機械效率的計算和提高機械效率的方法，關鍵是明確對誰做的功為有用功．