Question

8．某同學(xué)用如圖所示的滑輪組提升重物，他用250N的力將重為400N的物體豎直向上勻速提起1m的過程中（不計摩擦和繩重）．
（1）此過程中滑輪組的機械效率．
（2）若用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m，求此過程中拉力做的功．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中條件和滑輪組的特點可以分別求出有用功和總功，再根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$即可求出機械效率；
（2）求出了有用功、總功，由W_總=W_有用+W_額計算出額外功，不計滑輪的摩擦和繩重，使用滑輪組做的額外功就是提升動滑輪做的功W_額=G_輪h；
當(dāng)提升重900N的物體時，計算此時的有用功和額外功，從而得到總功（拉力所做功）．

解答 解：
（1）使用此滑輪做的有用功是：W_有用=Gh=400N×1m=400J，
由圖知，通過動滑輪繩子段數(shù)n=2，
做的總功是：W_總=Fs=F•2h=250N×1m×2=500J，
所以滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{400J}{500J}$×100%=80%；
（2）因為W_總=W_有用+W_額，
所以提起400N物體時的額外功：W_額=W_總-W_有用=500J-400J=100J，
不計滑輪的摩擦和繩重，W_額=G_輪h，
所以G_輪h=100J，即：G_輪×1m=100J，
當(dāng)將重為800N的物體勻速提升1m，
W_有′=G′h=800N×1m=800J，
W_額′=W_額=G_輪h=100J，
所以此過程中拉力做的功：
W_總′=W_有′+W_額′=800J+100J=900J．
答：（1）此過程中滑輪組的機械效率為80%．
（2）若用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m，拉力做的功900J．

點評 本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、機械效率的計算方法，不計滑輪的摩擦和繩重，利用好使用滑輪組做的額外功W_額=G_輪h．