Question

【题目】工人利用如图所示的滑轮组将400N的物体向上匀速提起2m所用的拉力为200N，若不计绳重及摩擦，求：
（1）工人做的有用功？
（2）额外功是多少？
（3）此时的机械效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：有用功W有用=Gh=400N×2m=800J．

答：工人做的有用功为800J．

（2）解：动滑轮上绳子段数为3段，所以拉力F移动的距离为S=3h=3×2m=6m；

总功W总=FS=200N×6m=1200J；

所以W额=W总﹣W有用=1200J﹣800J=400J．

答：额外功是400J．

（3）解：此时的机械效率是η= = ≈66.7%．

答：此时的机械效率是66.7%．

【解析】（1）已知物体的重力和物体升高的高度，根据公式W=Gh可求工人做的有用功．（2）已知拉力的大小和动滑轮上绳子的段数，可求拉力F移动的距离，根据公式W=FS可求拉力做的做功；总功与有用功之差就是额外功．（3）有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用功的计算和滑轮（组）的机械效率的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m；关于滑轮组机械效率的计算：W有用 = G·h；W总 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W总 （2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)．