Question

1．如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计．在拉力F的作用下，物体在10s内匀速上升了1m，
求：（1）人所有的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）动滑轮的机械效率．

Answer 1

分析 图中使用的是动滑轮，n=2，s=2h．
（1）利用W=Gh求拉力做的有用功；
（2）不计绳重和摩擦，利用F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）求出拉力大小，利用W=Fs求拉力做的总功；知道时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）利用机械效率的公式求动滑轮的机械效率．

解答 解：
（1）人所有的有用功：
W_有用=Gh=180N×1m=180J；
（2）由题知，使用的是动滑轮，n=2，
不计绳重和摩擦，拉力：
F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）=$\frac{1}{2}$（180N+20N）=100N，
拉力移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=100N×2m=200J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{200J}{10s}$=20W；
（3）动滑轮的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{180J}{200J}$×100%=90%．
答：（1）人所有的有用功为180J；
（2）拉力做功的功率为20W；
（3）动滑轮的机械效率为90%．

点评 本题考查了使用动滑轮有用功、总功、功率、机械效率的计算，本题关键：利用好不计绳重和摩擦时F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）．