Question

用图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F=5N，忽略摩擦阻力．求：
（1）所做的有用功；
（2）此时滑轮组的机械效率；
（3）当改为提升27N的重物时，该滑轮组的机械效率．

Answer 1

解：h=20cm=0.2m，s=3h，
（1）W_有=Gh=12N×0.2m=2.4J；
（2）W_总=FS=5N×3×0.2m=3J；
η===80%
（3）G_动=3F-G_物=5N×3-12N=3N；
F₁===10N；
η=====90%．
答：（1）所做的有用功为2.4J；（2）此时滑轮组的机械效率为80%；（3）当改为提升27N的重物时，该滑轮组的机械效率为90%．
分析：（1）已知物体的重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求有用功；
（2）根据公式W=FS可求总功，有用功与总功的比值就是机械效率；
（3）根据动滑轮上绳子的段数求出动滑轮的重力；进一步求出拉力的大小，根据公式η===求出机械效率．
点评：本题考查有用功、总功和机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是判断动滑轮上绳子的段数．