Question

小強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，小強所用拉力F ="250" N，該裝置的機械效率是多少？若物體A重為3000N，仍使用該滑輪組去拉，其機械效率將如何變化（要求說明其道理）？

Answer 1

80%(2分)  變大(2分) 因為物體的重力增大，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，即機械效率變大。

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_拉=3S_物=3×6m=18m，
而f=600N，F=250N，
∴有用功為：W_有用=fS_物=600N×6m=3600J，
總功為：W_總=FS_拉=250N×18m=4500J，
機械效率為：η===80%．
因為物體的重力增大，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，即機械效率變大．