Question

4．一物體質量為18kg，如圖所示小星用定滑輪將該物體在4s內勻速提高2m，所用拉力為200N，此過程中，小星做的有用功為352.8J，定滑輪的機械效率是88.2%，小星做功的功率為100W．

Answer 1

分析 由圖知，小星使用的是定滑輪，不能省力，只能改變力的方向；
（1）知道物體的質量求物體重，知道物體上升的高度，利用功的公式W=Gh計算有用功；
（2）知道拉力，求出拉力端移動的距離，利用功的公式W=Fs求拉力做功，利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率；
（3）再利用功率公式求拉力做功的功率．

解答 解：
（1）物體所受重力：G=mg=18kg×9.8N/kg=176.4N，
小星所做有用功：W_有用=Gh=176.4N×2m=352.8J；
（2）因為使用的是定滑輪，s=h=2m，
總功：W_總=Fs=200N×2m=400J，
定滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{352.8J}{400J}$×100%=88.2%．
（3）小星的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{400J}{4s}$=100W；                                    
故答案為：352.8J；88.2%；100W．

點評 本題考查了功率、機械效率、有用功、總功的計算，計算時注意使用定滑輪s=h．