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4. 小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率为800 W，将质量为100 kg的水泥匀速提升到10 m高的位置用时15 s，假设电动机的输出功率恒定不变。(g取10 N/kg)
(1)电动机对绳子的拉力多大？
(2)该滑轮组的机械效率多大？(结果精确至0.1%)
(3)请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法：
(1)电动机对绳子的拉力多大？
(2)该滑轮组的机械效率多大？(结果精确至0.1%)
(3)请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法：
增大提升物体的重力(或减小摩擦;或减小动滑轮的重力)(写出一条即可)
。答案
4.【解】(1)由图可知,滑轮组绳子的有效段数n=3,则绳子自由端移动的距离$s=nh=3×10\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}$,由$P=\dfrac{W}{t}$可得,电动机做的总功$W_\mathrm{总}=Pt=800\ \mathrm{W}×15\ \mathrm{s}=1.2×10^4\ \mathrm{J}$,由$W=Fs$可得,电动机对绳子的拉力$F=\dfrac{W_\mathrm{总}}{s}=\dfrac{1.2×10^4\ \mathrm{J}}{30\ \mathrm{m}}=400\ \mathrm{N}$。
(2)拉力做的有用功$W_\mathrm{有用}=Gh=mgh=100\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×10\ \mathrm{m}=1×10^4\ \mathrm{J}$,该滑轮组的机械效率$\eta=\dfrac{W_\mathrm{有用}}{W_\mathrm{总}}×100\%=\dfrac{1×10^4\ \mathrm{J}}{1.2×10^4\ \mathrm{J}}×100\%=83.3\%$。
(3)增大提升物体的重力(或减小摩擦;或减小动滑轮的重力)(写出一条即可)
(2)拉力做的有用功$W_\mathrm{有用}=Gh=mgh=100\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×10\ \mathrm{m}=1×10^4\ \mathrm{J}$,该滑轮组的机械效率$\eta=\dfrac{W_\mathrm{有用}}{W_\mathrm{总}}×100\%=\dfrac{1×10^4\ \mathrm{J}}{1.2×10^4\ \mathrm{J}}×100\%=83.3\%$。
(3)增大提升物体的重力(或减小摩擦;或减小动滑轮的重力)(写出一条即可)
