Question

11．用如圖所示的滑輪組將一貨物提升2m，已知動滑輪重2kg，貨物重36kg、上升速度是0.2m/s，拉力F的功率是120W（不計繩重），g=10N/kg．求：
（1）貨物重力的大��；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）貨物上升過程中，克服摩擦力做的功．

Answer 1

分析 （1）由G=mg計算貨物重力的大小；
（2）由W_有=Gh計算有用功，由t=$\frac{h}{v}$和W_總=Pt計算總功，從而計算滑輪組的機械效率；
（3）先計算克服動滑輪做的額外功，再由W_總=W_有+W_額計算克服摩擦力做的功．

解答 解：
（1）貨物重力：
G=mg=36kg×10N/kg=360N；
（2）提高貨物做的有用功：
W_有=Gh=360N×2m=720J，
由速度公式可得，物體上升時間：t=$\frac{h}{v}$=$\frac{2m}{0.2m/s}$=10s，
則拉力做的總功：W_總=Pt=120W×10s=1200J，
所以滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{720J}{1200J}$×100%=60%；
（3）克服動滑輪做的額外功：
W_額動=G_動h=2kg×10N/kg×2m=40J，
因為W_總=W_有+W_額，
所以W_額=W_總-W_有=1200J-720J=480J，
不計繩重，所以克服摩擦力做的功：
W_額摩=W_額-W_額動=480J-40J=440J．
答：（1）貨物重力的大小為360N；
（2）滑輪組的機械效率為60%；
（3）貨物上升過程中，克服摩擦力做的功為440J．

點評 本題考查了重力、機械效率和額外功的計算，正確理解有用功、額外功和總功是關鍵，屬于一道基礎題．