Question

在测定如图所示滑轮组的机械效率的实验中，用力F拉动绳端向上移动30厘米的过程中，弹簧秤示数为50牛顿，已知物体重G为120牛顿，求：
（1）有用功为多大？
（2）克服阻力和机械自重做的额外功为多少？
（3）滑轮组的机械效率是多大？

Answer 1

【答案】分析：由图可知承担物重的绳子股数n=3，重物被提升h，则拉力端移动的距离s=3h．
（1）知道物重G，求出物体升高的高度h，利用W=Gh求出有用功；
（2）知道拉力大小和拉力端移动的距离，利用W=Fs求出总功；而总功等于有用功与额外功之和，据此求出额外功；
（3）再根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率．
解答：解：（1）由图可知，n=3，
∵s=3h，s=30cm=0.3m，
∴h=×s=×0.3m=0.1m；
当提升G=120N的重物时，
W_有用=Gh=120N×0.1m=12J，
（2）W_总=Fs=50N×0.3m=15J，
∵W_总=W_有用+W_额，
∴W_额=W_总-W_有用=15J-12J=3J；
（3）η===75%
答：（1）有用功为12J；
（2）克服阻力和机械自重做的额外功为3J；
（3）滑轮组的机械效率是75%．
点评：本题考查了学生对有用功、额外功、总功、机械效率的了解与掌握，区分有用功、额外功和总功（从我们做功的目的出发，对我们有用的为有用功，对我们无用但又不得不做的功为额外功，拉力对机械做的功为总功）是本题的关键．