Question

19．如图所示的滑轮组，已知物重270N，动滑轮重30N（绳重及摩擦不计），若重物匀速提升2m，则拉力F=100N，额外功是60J，滑轮组的机械效率是90%．

Answer 1

分析 （1）知道物重和动滑轮重，根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_轮）计算出绳端的拉力大小；
（2）根据W_有=Gh求出有用功；
再根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，根据W_总=Fs求出总功，最后根据W_总=W_有+W_额的变形公式即可求出额外功；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$即可求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1））由图可知有3段绳子承担总重，
绳端的拉力F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_轮）=$\frac{1}{3}$×（270N+30N）=100N；
（2）有用功：W_有=Gh=270N×2m=540J，
绳子自由端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
拉力做的功：W_总=Fs=100N×6m=600J，
由W_总=W_有+W_额可得，
W_额=W_总-W_有=600J-540J=60J；
（3）滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{540J}{600J}$×100%=90%．
故答案为：100；60；90%．

点评 本题考查了有用功、总功、额外功、机械效率的计算，关键是滑轮组绳子有效段数的确定和各物理量计算公式的应用．