Question

6．將重為16N的物體用圖示裝置勻速提升2m，拉力F=10N．不計輪軸間摩擦及繩重，求：
（1）動滑輪所受重力的大��；
（2）該過程中的有用功W_有；
（3）該裝置的機械效率η．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，n=2，不計輪軸間摩擦及繩重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_輪），據(jù)此求動滑輪重力；
（2）知道物體重和升高的高度，利用W=Gh求做的有用功；
（3）繩子自由端被拉下的距離s=2h，利用W=Fs求拉力做的總功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求動滑輪的機械效率．

解答 解：
（1）由圖可知使用的是滑輪組的繩子段數(shù)，n=2，
不計輪軸間摩擦及繩重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_輪），
動滑輪重力：G_輪=2F-G=2×10N-16N=4N；
（2）使用動滑輪做的有用功：
W_有=Gh=16N×2m=32J；
（3）繩子自由端被拉下的距離：
s=2h=2×2m=4m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=10N×4m=40J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{32J}{40J}$×100%=80%．
答：（1）動滑輪所受重力的大小為4N；
（2）該過程中的有用功為32J；
（3）該裝置的機械效率為80%．

點評 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、動滑輪重力、機械效率的計算，利用好：不計輪軸間摩擦及繩重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_輪）．