Question

如圖所示，在虛線框中有一套機(jī)械裝置（某一種簡(jiǎn)單機(jī)械），在A處用100牛的力將繩端向下移動(dòng)1米，能把物體B吊起0.5米．如果這時(shí)的機(jī)械效率是80%，請(qǐng)回答：
（1）虛線框中可能是哪種簡(jiǎn)單機(jī)械？（舉兩種方案，并畫出簡(jiǎn)圖）
（2）物體B的質(zhì)量是多少千克？（g取10牛/千克）
（3）若額外功不變，則用這套裝置提升重360牛的物體C時(shí)，需要在A處施多大的力？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)s和h的關(guān)系，這應(yīng)該是省力機(jī)械，s是h的2倍，可能是滑輪組，應(yīng)由2段繩子承擔(dān)物重；可能是杠桿，則動(dòng)力臂為阻力臂的2倍；
（2）根據(jù)機(jī)械效率的概念：η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%代入數(shù)據(jù)便可求出物體的重力，則可求出其質(zhì)量；
（3）根據(jù)物體的重力求出有用功W_有用=Gh，并求出總功：W_總=W_有用+W_額，根據(jù)F=

W

s

求出力F．

解答：解：（1）由題意知，繩端向下移動(dòng)1米，能把物體B吊起0.5米，則滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重；
也可使用杠桿，動(dòng)力臂應(yīng)為阻力臂的2倍，如圖所示：
或；
（2）W_總=Fs=100N×1m=100J；
W_有用=W_總η=100J×80%=80J
G=

W有用

h

=

80J

0.5m

=160N
則m=

G

g

=

160N

10N/kg

=16kg
（3）W_額=W_總-W_有用=100J-160J=40J
W_有用′=G′h=360N×0.5m=180J
W_總′=W_有用′+W_額=180J+40J=220J
F′=

W總′

s

=

220J

1m

=220N
答：（1）見上圖；
（2）物體B的質(zhì)量是16kg；
（3）若額外功不變，則用這套裝置提升重360牛的物體C時(shí)，需要在A處施220N的力．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了省力機(jī)械的特點(diǎn)，考查了有用功、額外功、總功及機(jī)械效率的計(jì)算，掌握各計(jì)算公式，并搞清總功、額外功及有用功之間的關(guān)系，才能正確地解析此題．