Question

小明用如图所示的滑轮组将重为5N的重物以0.2m/s的速度匀速提升1m，若拉力为3N（略绳重和轮摩擦），则机械做的有用功为________J，拉力的功率为________W，此滑轮组的机械效率为________；当动滑轮重超过________N时，使用该滑轮组提该物体时不再省力．

Answer 1

5    1.2    83.3%    5
分析：由图可知，承担物重的绳子股数n=2，则s=2h．
知道提升物体的高度和物重大小，利用W_有用=Gh求出使用滑轮组做的有用功；
利用s=2h求出绳子自由端移动的距离，知道拉力大小，利用W_总=Fs求出总功，再利用η=求出该滑轮组的机械效率；
要使滑轮组不省力，即F=（G+G_动）＞G，据此求动滑轮重．
解答：
使用滑轮组做的有用功：
W_有用=Gh=5N×1m=5J，
s=2h=2×1m=2m，
使用滑轮组做的总功：
W_总=Fs=3N×2m=6J，
拉力端移动的速度：
v=2×0.2m/s=0.4m/s，
拉力功率：
P=Fv=3N×0.4m/s=1.2W，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈83.3%，
由题知，F=（G+G_动）＞G，解得：G_动＞G=5N．
故答案为：5；1.2；83.3%；5．
点评：本题主要考查了有用功、总功、功率和滑轮组的机械效率的计算方法，虽知识点多，但都属于基础，要求学生应熟练掌握．