Question

20．升国旗时，人站在地面上向下拉绳子，就可以使国旗上升，这是因为在旗杆顶上安装了一个定滑轮．若国旗的质量是360g，人匀速升旗时，施加的实际拉力为4N，要求出该装置的机械效率，则不需要（填“需要”或“不需要”）知道旗杆的高度，若旗杆的高度是12m，则此次升旗的过程中，人做的额外功为4.8J．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）轴固定不动的滑轮叫定滑轮，使用定滑轮可以改变用力方向，但不能省力．
（2）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{F}$分析解可解答；
（3）利用W_总=Fs求出总功，利用W_有用=Gh求出有用功，二者之差即为额外功．

解答 解：
（1）旗杆顶部滑轮的轴不动，是一个定滑轮，它能改变动力的方向，但不能省力；
（2）使用定滑轮时，s=h，
因为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{F}$，
所以，要求出该装置的机械效率，只需知道国旗的重力和人的拉力即可，不需要知道旗杆的高度．
（3）总功：W_总=Fs=4N×12m=48J，
有用功：W_有用=Gh=mgh=0.36kg×10N/kg×12m=43.2J，
则额外功：W_额=W_总-W_有用=48J-43.2J=4.8J．
故答案为：定；不需要；4.8．

点评 此题考查定滑轮及其工作特点、功和机械效率公式的应用涉及到的知识点较多，综合性较强．但难度不大，属于基础题．