Question

如圖所示，工人將重為240N的物體勻速提起，在2s內(nèi)繩的自由端移動(dòng)了6m，若此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%，不計(jì)繩重和摩擦．求這一過程中：
（1）拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力所做的總功是多少？
（3）如果將540N的物體勻速提高1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

【答案】分析：由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則s=3h．
（1）求出提升物體的高度，知道物重大小，利用W_有用=Gh求出使用滑輪組做的有用功；
（2）知道s=3h、滑輪組的機(jī)械效率，利用η=求出總功；
（3）求出了總功，知道繩的自由端移動(dòng)的距離，利用W_總=Fs求出拉力大小，而F=（G_物+G_動(dòng)），可求動(dòng)滑輪重；
再利用F′=（G′+G_動(dòng)）求提升540N物體的拉力，根據(jù)η====求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率．
解答：解：
（1）由圖知，n=3，
∵s=3h，s=6m，
∴h=2m，
使用滑輪組做的有用功：
W_有用=Gh=240N×2m=480J；
∵η=，
∴使用滑輪組做的總功：
W_總===600J；
∵W_總=Fs，
∴F===100N，
∵不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G_物+G_輪），
即：100N=（240N+G_輪），
∴G_輪=3×100N-240N=60N，
當(dāng)提升540N物體時(shí)，拉力：
F′=（G_物′+G_輪）=（540N+60N）=200N，
此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：
η======90%．
答：（1）拉力所做的有用功是480J；
（2）拉力所做的總功是600J；
（3）如果將540N的物體勻速提高1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是90%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了使用滑輪組拉力的計(jì)算、功的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算，利用好不計(jì)繩重和摩擦?xí)r拉力和物重的關(guān)系[F=（G_輪+G_物）]是本題的關(guān)鍵．