Question

12．某人利用如圖所示的滑輪組，將重為600N的物體勻速提高5m（不計(jì)繩重），求：
（1）若不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重，此人要用多大的力勻速提升重物，此人要做多少功；
（2）若此人實(shí)際用力250N，動(dòng)滑輪重力100N，求機(jī)械效率和因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重，根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)）求出拉力大��；根據(jù)s=3h求出拉力移動(dòng)距離，再根據(jù)W=Fs求出拉力做的功；
（2）已知拉力F與動(dòng)滑輪重G動(dòng)，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求機(jī)械效率；因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的熱量等于克服摩擦做功．

解答 解：（1）由圖可知，繩子段數(shù)n=3，
不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重，拉力F=$\frac{1}{3}$G=$\frac{1}{3}$×600N=200N；
繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×5m=15m，
人做的功：W₁=Fs=200N×15m=3000J；
（2）此人實(shí)際用力F′=250N，
則滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{G}{nF′}$=$\frac{600N}{3×250N}$×100%=80%；
因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的熱量：
Q=W_摩擦=W_總-W_有-W_動(dòng)=F′s-Gh-G_動(dòng)h=250N×15m-600N×5m-100N×5m=250J．
答：（1）若不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重，此人要用200N的力勻速提升重物，此人要做功3000J；
（2）若此人實(shí)際用力250N，動(dòng)滑輪重力100N，機(jī)械效率為80%；因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的熱量為250J．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)拉力、功、機(jī)械效率的計(jì)算公式的理解和掌握，難度為克服摩擦做功的計(jì)算．