Question

小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N．（不计绳重和摩擦）
（1）求拉力所做的功；
（2）求滑轮组的机械效率；
（3）若仍用该滑轮组提升一个重为170N的物体，此时滑轮组的机械效率为多少？

Answer 1

分析：（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，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=

W有用

W总

=

Gh

(G动+G)h

=

G

G+G动

可求当物体重力变化时滑轮组的机械效率．

解答：解：（1）拉力所做的功W_总=FS=3Fh=3×50N×2m=300J．
答：拉力所做的功为300J．
（2）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=

W有用

W总

=

240J

300J

×100%=80%．
答：滑轮组的机械效率为80%．
（3）做的额外功W_额=W_总-W_有用=300J-240J=60J，
动滑轮重力G_动=

W额

h

=

60J

2m

=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=

G1

G1+G动

=

170N

170N+30N

×100%=85%．
答：此时滑轮组的机械效率为85%．

点评：本题考查总功、有用功、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是知道动滑轮上绳子的段数，难点是机械效率变形公式的推导．