Question

18．工人站在地面上，用重20N的定滑輪將36kg的物品勻速吊運到5m高處．
（1）若不計繩重和摩擦，勻速吊運所需的拉力是多大？
（2）若勻速吊運時的實際拉力是400N，求人所做的有用功、總功和定滑輪的機械效率．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）定滑輪的使用特點是：可以改變力的方向，但不省力；
（2）利用G=mg求重力，利用W_總=Fs求總功；
（3）利用W_有用=Gh求有用功；
（4）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求機械效率．

解答 解：（1）物體所受重力：G=mg=36kg×10N/kg=360N，
定滑輪的實質是個等臂杠桿，使用定滑輪的目的是可以改變施力方向，但不能省力．
所以若不計繩重和摩擦，勻速吊運所需的拉力是F′=G=360N；
（2）所做有用功：W_有用=Gh=360N×5m=1800J；
若勻速吊運時的實際拉力是400N，所做總功：W_總=Fs=400N×5m=2000J，
定滑輪的機械效率：η═$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1800J}{2000J}$×100%=90%
答：（1）若不計繩重和摩擦，勻速吊運所需的拉力是為360N；
（2）若勻速吊運時的實際拉力是400N，求人所做的有用功為1800J；總功為2000J；定滑輪的機械效率是90%．

點評 本題考查定滑輪的使用特點，要熟練掌握重力、有用功、總功和機械效率的公式，只有公式熟練了解題的準確度就高了．