Question

13．如图所示的滑轮组将重G=100N的物体提高0.5m，若拉力F做功60J，不考虑绳子的重力，求：
（1）滑轮组机械效率；
（2）拉力F；
（3）若已知动滑轮重18N，则在此过程中克服摩擦做功多少？

Answer 1

分析 （1）根据W=Gh求出有用功，又知道拉力做的总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，利用W=Fs求出拉力；
（3）根据W=Gh求出在此过程中克服动滑轮重力做的功，总功减去有用功、克服动滑轮重力做的功即为克服摩擦做的功．

解答 解：（1）拉力做的有用功：
W_有=Gh=100N×0.5m=50J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{50J}{60J}$×100%≈83.3%；
（2）由图可知，n=4，则绳端移动的距离：
s=nh=4×0.5m=2m，
则拉力的大小：
F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{60J}{2m}$=30N；
（3）此过程中克服动滑轮重力做的功：
W_动=G_动h=18N×0.5m=9J，
在此过程中克服摩擦做的功：
W_f=W_总-W_有-W_动=60J-50J-9J=1J．
答：（1）滑轮组机械效率为83.3%；
（2）拉力F为30N；
（3）在此过程中克服摩擦做的功为1J．

点评 本题考查了滑轮组机械效率和绳子拉力、克服摩擦做功的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系是解题的关键．