Question

4．一物体质量为18kg，如图所示小星用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m，所用拉力为200N，此过程中，小星做的有用功为352.8J，定滑轮的机械效率是88.2%，小星做功的功率为100W．

Answer 1

分析 由图知，小星使用的是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向；
（1）知道物体的质量求物体重，知道物体上升的高度，利用功的公式W=Gh计算有用功；
（2）知道拉力，求出拉力端移动的距离，利用功的公式W=Fs求拉力做功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）再利用功率公式求拉力做功的功率．

解答 解：
（1）物体所受重力：G=mg=18kg×9.8N/kg=176.4N，
小星所做有用功：W_有用=Gh=176.4N×2m=352.8J；
（2）因为使用的是定滑轮，s=h=2m，
总功：W_总=Fs=200N×2m=400J，
定滑轮的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{352.8J}{400J}$×100%=88.2%．
（3）小星的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{400J}{4s}$=100W；                                    
故答案为：352.8J；88.2%；100W．

点评 本题考查了功率、机械效率、有用功、总功的计算，计算时注意使用定滑轮s=h．