Question

17．如图所示，拉力F=75N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速移动的距离s=4m，不计绳重及摩擦，求：
（1）动滑轮的重力．
（2）拉力所做的有用功．
（3）拉力所做的总功W_总．
（4）该滑轮组的机械效率η．

Answer 1

分析 （1）首先确定滑轮组绳子的有效股数，然后F=$\frac{1}{n}（{G}_{物}+{G}_{动}）$计算动滑轮的重力；
（2）利用s=nh求出物体升高的高度．知道物体的重力和物体升高的距离，根据W=Gh求出有用功．
（3）知道拉力和绳子自由端移动的距离，根据W=Fs求出总功．
（4）知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率．

解答 解：（1）由图可知，n=2，
由F=$\frac{1}{n}（{G}_{物}+{G}_{动}）$可得，动滑轮的重力：
G_动=2F-G_物=2×75N-120N=30N，
（2）因为s=nh，
所以，物体升高的距离：h=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×4m=2m，
有用功：W_有=Gh=120N×2m=240J．
（3）总功：W_总=Fs=75N×4m=300J．
（4）机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{240J}{300J}$×100%=80%．
答：（1）动滑轮的重力为30N．
（2）拉力所做的有用功为240J．
（3）拉力所做的总功W_总为300J．
（4）该滑轮组的机械效率η为80%．

点评 本题是滑轮组机械中最简单的类型，知道物体重力、升高的距离、拉力、绳子自由端移动的距离，求出有用功、总功、机械效率．解答此类题目的关键是滑轮组绳子有效股数的确定．