Question

14．工人師傅用豎直向上的大小為280N的拉力、通過一個質量為1kg的動滑輪將490N的重物勻速提升到2m高處，則他所做的功是1120J，動滑輪的機械效率是87.5%，事實上，動滑輪的機械效率要小于計算值，原因是拉力的方向不是豎直向上．

Answer 1

分析 題中使用的是動滑輪，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力F移動的距離s=2h；
（1）使用滑輪組做的有用功是指把重物提升所做的功，即W_有用=Gh；使用滑輪組做的總功是人的拉力所做的功，即W_總=Fs；機械效率是指有用功占總功的百分比；
（2）拉力的方向若不是豎直向上，拉力的大小將變大，做的總功變大，而有用功不變，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可知機械效率變化．

解答 解：
（1）題中使用的是動滑輪，有2段繩子承擔物重，繩子末端移動距離s=2h=2×2m=4m．
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=490N×2m=980J；
拉力做的總功：
W_總=Fs=280N×4m=1120J，
動滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{980J}{1120J}$×100%=87.5%；
（2）如果拉力的方向不是豎直向上，拉力的大小將變大，做的總功變大，而有用功不變，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可知機械效率變�。�
故答案為：1120；87.5%；拉力的方向不是豎直向上．

點評 本題考查了動滑輪機械效率的計算，關鍵有二：一是n的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)），二是有用功和總功的區(qū)分（根據(jù)我們的目的分析）．