Question

5．如圖所示，一人用100N的拉力使用動滑輪將重為180N的物體向上提起，繩重和摩擦不計．在拉力的作用下，物體勻速上升了1m．
求：①動滑輪的重力；
②人克服物體重力所做的功；
③動滑輪的機械效率．

Answer 1

分析 ①首先判斷滑輪組繩子的有效股數(shù)，然后利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）計算動滑輪的重力；
②知道物體重和上升的距離，利用W=Gh求人克服重力做的功（有用功）；
③用的是動滑輪，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，重物被提升h，則拉力端移動的距離s=2h，又知道拉力大小，利用W=Fs求拉力所做的功（總功），再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求動滑輪的機械效率．

解答 解：①由圖可知，n=2，則F=$\frac{1}{2}$（G+G_動），
動滑輪的重力：
G_動=2F-G=2×100N-180N=20N；
②人克服重力做的有用功：
W_有=Gh=180N×1m=180J；
③由題知，n=2，
拉力移動的距離：s=2h=2×1m=2m，
拉力所做的總功：W_總=Fs=100N×2m=200J；
動滑輪機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{180J}{200J}$×100%=90%．
答：①動滑輪的重力為20N；
②人克服物體重力所做的功為180J；
③動滑輪的機械效率為90%．

點評 本題考查了使用動滑輪時有用功、總功、機械效率的計算方法，知道使用動滑輪時n的值，利用好s=nh是本題的突破口，區(qū)分有用功和總功（從我們做功的目的出發(fā)，對我們有用的為有用功）是本題的關(guān)鍵．