Question

11．用如图所示的滑轮组将一货物提升2m，已知动滑轮重2kg，货物重36kg、上升速度是0.2m/s，拉力F的功率是120W（不计绳重），g=10N/kg．求：
（1）货物重力的大小；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）货物上升过程中，克服摩擦力做的功．

Answer 1

分析 （1）由G=mg计算货物重力的大小；
（2）由W_有=Gh计算有用功，由t=$\frac{h}{v}$和W_总=Pt计算总功，从而计算滑轮组的机械效率；
（3）先计算克服动滑轮做的额外功，再由W_总=W_有+W_额计算克服摩擦力做的功．

解答 解：
（1）货物重力：
G=mg=36kg×10N/kg=360N；
（2）提高货物做的有用功：
W_有=Gh=360N×2m=720J，
由速度公式可得，物体上升时间：t=$\frac{h}{v}$=$\frac{2m}{0.2m/s}$=10s，
则拉力做的总功：W_总=Pt=120W×10s=1200J，
所以滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{720J}{1200J}$×100%=60%；
（3）克服动滑轮做的额外功：
W_额动=G_动h=2kg×10N/kg×2m=40J，
因为W_总=W_有+W_额，
所以W_额=W_总-W_有=1200J-720J=480J，
不计绳重，所以克服摩擦力做的功：
W_额摩=W_额-W_额动=480J-40J=440J．
答：（1）货物重力的大小为360N；
（2）滑轮组的机械效率为60%；
（3）货物上升过程中，克服摩擦力做的功为440J．

点评 本题考查了重力、机械效率和额外功的计算，正确理解有用功、额外功和总功是关键，属于一道基础题．