Question

在測定如圖所示滑輪組的機械效率的實驗中，用力F拉動繩端向上移動30厘米的過程中，彈簧秤示數(shù)為50牛頓，已知物體重G為120牛頓，求：
（1）有用功為多大？
（2）克服阻力和機械自重做的額外功為多少？
（3）滑輪組的機械效率是多大？

Answer 1

【答案】分析：由圖可知承擔物重的繩子股數(shù)n=3，重物被提升h，則拉力端移動的距離s=3h．
（1）知道物重G，求出物體升高的高度h，利用W=Gh求出有用功；
（2）知道拉力大小和拉力端移動的距離，利用W=Fs求出總功；而總功等于有用功與額外功之和，據(jù)此求出額外功；
（3）再根據(jù)機械效率的公式求滑輪組的機械效率．
解答：解：（1）由圖可知，n=3，
∵s=3h，s=30cm=0.3m，
∴h=×s=×0.3m=0.1m；
當提升G=120N的重物時，
W_有用=Gh=120N×0.1m=12J，
（2）W_總=Fs=50N×0.3m=15J，
∵W_總=W_有用+W_額，
∴W_額=W_總-W_有用=15J-12J=3J；
（3）η===75%
答：（1）有用功為12J；
（2）克服阻力和機械自重做的額外功為3J；
（3）滑輪組的機械效率是75%．
點評：本題考查了學生對有用功、額外功、總功、機械效率的了解與掌握，區(qū)分有用功、額外功和總功（從我們做功的目的出發(fā)，對我們有用的為有用功，對我們無用但又不得不做的功為額外功，拉力對機械做的功為總功）是本題的關鍵．