Question

4．某同學(xué)用如圖所示滑輪組將重400N的物體豎直向上勻速提升2m，所用拉力為250N．求：
（1）該同學(xué)所做有用功、總功、額外功．
（2）滑輪組的機械效率．
（3）（不計摩擦和繩重）求動滑輪的總重．

Answer 1

分析 由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，則拉力端移動的距離s=nh．
（1）利用W_有=Gh求拉力做的有用功，利用W_總=Fs求拉力F做的總功，W_額=W_總-W_有用；
（2）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求滑輪組的機械效率；
（3）由于不計摩擦和繩重，拉力F=$\frac{1}{4}$（G+G_輪），據(jù)此求動滑輪重力．

解答 解：
由圖知，n=4，s=4h=4×2m=8m，
（1）拉力做的有用功：
W_有=Gh=400N×2m=800J；
拉力F做的總功：
W_總=Fs=250N×8m=2000J，
W_額=W_總-W_有用=2000J-800J=1200J；
（2）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{800J}{2000J}$×100%=40%；
（3）由于不計摩擦和繩重，拉力：
F=$\frac{1}{4}$（G+G_輪），
250N=$\frac{1}{4}$（400N+G_輪），
解得：G_輪=600N．
答：（1）該同學(xué)所做有用功、總功、額外功分別為800J、2000J、1200J．
（2）滑輪組的機械效率為40%．
（3）不計摩擦和繩重，動滑輪的總重為600N．

點評 本題考查了使用滑輪組時有用功、額外功、總功、機械效率的計算，知道使用滑輪組時n的值，利用好s=nh是本題的突破口，區(qū)分有用功和總功（從我們做功的目的出發(fā)，對我們有用的為有用功）是本題的關(guān)鍵．