Question

在農村常有家庭挖井取水，小明同學用如圖（甲）所示的滑輪組提土，他用20s的時間把重為150N的土從井中勻速提升4m，拉力做的功W隨時間t的變化圖像如圖（乙）所示．不計繩重和摩擦．

求：（1）有用功；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）拉力的大小；
（4）動滑輪的重力．

Answer 1

（1）600J  （2）75%      （3）100N   （4）50N

試題分析：（1）有用功是無論采用任何方式都必須做的功，是我們需要的功，我們的目的是提土，提土做的功是有用功，W=Fs=Gh=150N×4m=600J。
（2）機械效率是有用功和總功的比值，η=W_有/W_總=Gh/Fs=600J/800J=75%。
（3）20秒做功是800J繩子移動距離是4m×2="8m" 由W=Fs  F=W/s=800J/8m=100N
（4）F=（G+G_輪）/2  得G_輪=2F-G=50N。