Question

用如圖所示的滑輪組將貨物緩慢提升3m，已知貨物重800N，所用拉力F為300N（不計(jì)摩擦和繩重帶來的影響）．求：
（1）有用功W_有；
（2）總功W_總； 
（3）額外功W_額；
（4）動(dòng)滑輪的重力；
（5）滑輪組的機(jī)械效率η．

Answer 1

分析：（1）已知貨物的重力和貨物升高的高度，根據(jù)W_有=Gh即可求出有用功；
（2）先根據(jù)貨物升高的高度和提升貨物所用繩子的條數(shù)求出自由端通過的距離，然后根據(jù)W_總=FS即可求出總功；
（3）根據(jù)W_額=W_總-W_有即可求出額外功；
（4）已知自由端作用在繩子上的力、承擔(dān)物重繩子的條數(shù)以及物重，根據(jù)向上作用力的合力等于物重和動(dòng)滑輪重的合力，即可求出動(dòng)滑輪的重力．
（5）根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式η=

W有

W總

×100%即可求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答：已知：G=800N，F(xiàn)=300N，h=3m，n=3
求：W_有，W_總，W_額，G_動(dòng)，η
解：（1）有用功：W_有=Gh=800N×3m=2400J；
（2）s=nh=3×3m=9m，
總功：W_總=Fs=300N×9m=2700J；
（3）額外功：W_額=W_總-W_有=2700J-2400J=300J；
（4）根據(jù)平衡力的條件可知：
nF=G+G_動(dòng)
3×300N=800N+G_動(dòng)
G_動(dòng)=100N；
（5）滑輪組的機(jī)械效率：η=

W有

W總

×100%=

2400J

2700J

×100%=88.9%．
答：（1）有用功為2400J；
（2）總功為2700J；
（3）額外功為300J；
（4）動(dòng)滑輪的重力為100N；
（5）滑輪組的機(jī)械效率為88.9%．

點(diǎn)評(píng)：此題綜合考查了有用功、總功、額外功以及機(jī)械效率的計(jì)算，通過實(shí)際的計(jì)算進(jìn)一步加深相關(guān)概念的理解．