Question

如图所示，拉力F=400N，绳的自由端被拉下2m，拉力所做的功为

800

 J，总功为

800

J，若此时该滑轮组的机械效率为80%，则有用功为

640

J，不计绳重及轮与轴的摩擦，动滑轮的重为

160

N．

Answer 1

分析：①求拉力所做的功，需要知道拉力的大小与绳子自由端被拉下的距离，根据公式W=FS可求出拉力所做的功；拉力做的功为总功．
②知道滑轮组的机械效率和拉力做的总功，可利用公式W_有用=W_总?η计算出有用功．
③用动滑轮提升物体时，不仅要克服物体的重力，而且要克服动滑轮的重力，不计绳重及轮与轴的摩擦，所以额外功就是克服动滑轮的重力做的功．从图可知，有两段绳子吊着动滑轮，知道绳子自由端被拉下的距离，从而可以计算出动滑轮上升的高度，总功减有用功就是额外功，再利用公式W_额外=G_动h可求动滑轮重．

解答：解：
①∵F=400N，S=2m，
∴拉力所做的功为：W=FS=400N×2m=800J．
而拉力做的功为总功，即总功为800J．
②∵η=80%，
∴有用功为：W_有用=W_总?η=800J×80%=640J．
③从图可知，有两段绳子吊着动滑轮，所以动滑轮上升的高度为：h=

1

2

s=

1

2

×2m=1m，
∵W_额外=W_总-W_有用=800J-640J=160J，
又∵不计绳重及摩擦，
∴W_额外=G_动h
即160J=G_动×1m
∴G_动=160N．
故答案为：800，800，640，160．

点评：此题主要考查了有用功、总功、额外功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．重点是会分析动滑轮上绳子的段数．