Question

如图，将重为400N的物体匀速提升2m，所用拉力为250N（不计摩擦和绳重）．
求：
①有用功W_有．
②总功W_总．
③机械效率η．
④若用此装置匀速提起700N的重物，需要多大的拉力？

Answer 1

解：（1）拉力做的有用功：
W_有用=Gh=400N×2m=800J；
（2）拉力移动的距离s=2h=2×2m=4m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=250N×4m=1000J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（4）因为不计摩擦和绳重，根据以上的计算求出克服动滑轮重做的额外功W_额=W_总-W_有用=1000J-800J=200J，
∵W_额=G_动h
∴动滑轮重G_动===100N，
此时的拉力F_拉=（G_物+G_动）=×（700N+100N）=400N．
答：（1）有用功为800J；
（2）总功为1000J；
（3）滑轮组的机械效率为80%；
（4）若用此装置匀速提起700N的重物，需要的拉力为400N．
分析：（1）知道物体的重力和提升的高度，根据公式W=Gh求出拉力的有用功；
（2）此滑轮组有两股绳子n=2，所以拉力移动的距离s=2h，所以拉力做的总功W=Fs；
（3）根据公式η=求出滑轮组的机械效率；
（4）因为不计摩擦和绳重，根据以上的计算求出克服动滑轮重做的额外功W_额=W_总-W_有用，再根据W_额=G_动h求出动滑轮重；再根据F_拉=（G_物+G_动）求出此时的拉力．
点评：此题主要考查的是学生对有用功、总功、额外功和机械效率计算公式的理解和掌握，以及对滑轮组特点的认识和理解．难度不大，常见题目．