题目内容
【题目】如图所示,工人用滑轮组将一重为120N的物体匀速提升2m,所用拉力为50N,(不计绳重和摩擦)求:
(1)此时拉力所做功:
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若仍用该滑轮组把重为170N的物体匀速提升2m.此时滑轮组的机械效率.
【答案】
(1)解:拉力所做的功W总=Fs=3Fh=3×50N×2m=300J
答:拉力所做的功为300J.
(2)解:克服物体重力做的功W有用=Gh=120N×2m=240J,
滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%
答:滑轮组的机械效率为80%.
(3)因为不计绳重和摩擦,所以做的额外功就是克服动滑轮重力做的功,
即W额=W总﹣W有用=300J﹣240J=60J,
动滑轮重力G动= = =30N,
当该滑轮组提升一个重为170N的物体时,
滑轮组的机械效率为η1= = = ×100%= =85%.
答:此时滑轮组的机械效率为85%
【解析】(1)已知拉力的大小和动滑轮上绳子的段数以及物体升高的高度,根据公式W=Gh可求拉力做的总功.(2)已知物体的重力和物体升高的高度,根据公式W=Gh可求克服物体重力做的有用功,有用功和总功的比值就是滑轮组的机械效率.(3)滑轮组不变,说明所做的额外功不变,因不计绳重和摩擦,额外功就是克服动滑轮重力做的功,根据公式W=Gh可求动滑轮的重力,根据机械效率推导公式η= = = 可求当物体重力变化时滑轮组的机械效率.
【考点精析】本题主要考查了功的计算和滑轮(组)的机械效率的相关知识点,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)才能正确解答此题.