Question

用圖所示的滑輪組將重G=12N的物體勻速提升20cm，所用的拉力F=5N，忽略摩擦阻力．求：
（1）所做的有用功；
（2）此時滑輪組的機(jī)械效率；
（3）當(dāng)改為提升27N的重物時，該滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：（1）已知物體的重力和提升的高度，根據(jù)公式W=Gh可求有用功；
（2）根據(jù)公式W=FS可求總功，有用功與總功的比值就是機(jī)械效率；
（3）根據(jù)動滑輪上繩子的段數(shù)求出動滑輪的重力；進(jìn)一步求出拉力的大小，根據(jù)公式η=

W有用

W總

=

Gh

FS

=

G

nF

求出機(jī)械效率．

解答：解：h=20cm=0.2m，s=3h，
（1）W_有=Gh=12N×0.2m=2.4J；
（2）W_總=FS=5N×3×0.2m=3J；
η=

W有用

W總

=

2.4J

3J

=80%
（3）G_動=3F-G_物=5N×3-12N=3N；
F₁=

G物+G動

3

=

27N+3N

3

=10N；
η=

W有用

W總

=

Gh

F1S

=

G物

3×10N

=

27N

30N

=90%．
答：（1）所做的有用功為2.4J；（2）此時滑輪組的機(jī)械效率為80%；（3）當(dāng)改為提升27N的重物時，該滑輪組的機(jī)械效率為90%．

點(diǎn)評：本題考查有用功、總功和機(jī)械效率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是判斷動滑輪上繩子的段數(shù)．