Question

5．如图所示，滑轮组将货物缓慢提升3m，已知货物重850N，所用拉力F为300N（不计摩擦和绳重带来的影响）．求：
（1）有用功是多大？
（2）总功是多大？
（3）动滑轮的重力多大？
（4）滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知货物的重力和货物升高的高度，根据W_有=Gh即可求出有用功；
（2）先根据货物升高的高度和提升货物所用绳子的段数求出自由端通过的距离，然后根据W_总=FS即可求出总功；
（3）不计摩擦和绳重，根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动），即可求出动滑轮的重力．
（4）根据机械效率的计算公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%即可求出滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）有用功：W_有=Gh=850N×3m=2550J；                  
（2）由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，
所以s=nh=3×3m=9m，
W_总=Fs=300N×9m=2700J；
（3）不计摩擦和绳重带来的影响，由F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动），
G_动=nF-G_物=3×300N-850N=50N；
（4）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2550J}{2700J}$×100%=94.4%．
答：（1）有用功是2550J；（2）总功是2700J；（3）动滑轮的重力50N；（4）滑轮组的机械效率是94.4%．

点评 此题综合考查了有用功、总功、额外功以及机械效率的计算，通过实际的计算进一步加深相关概念的理解．