Question

4．如图所示，在10s内把一个重400N的物体沿竖直方向向下匀速提升了2m，所用拉力F为250N，不计摩擦和绳重．则此过程中有用功是800J，额外功是200J，拉力的功率是100W，滑轮的机械效率是80%．

Answer 1

分析 （1）由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h．克服物体的重力所做的功是有用功；利用W=Gh即可求出有用功；
（2）拉力F与拉力移动距离的乘积为总功，利用W_总=W_有+W_额计算额外功；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（4）有用功与总功的比值是机械效率；

解答 解：
（1）有用功：W_有=Gh=400N×2m=800J；
（2）由于承担总重的绳子有2段，则绳端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力F所做的总功：W_总=Fs=250N×4m=1000J，
由W_总=W_有+W_额可得，额外功：W_额=W_总-W_有=1000J-800J=200J；
（3）拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W；
（4）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%．
故答案为：800；200；100；80．

点评 本题考查了学生对总功、有用功、机械效率以及功率的理解和掌握，正确求出有用功和总功是关键．