Question

19．用如图所示的动滑轮提升重物，绳重及摩擦不计，动滑轮的重力G_动为10N，物体被提升的高度是5m．
（1）如果被提升的物体所受的重力G为40N，求此时机械效率；
（2）如果被提升的物体所受的重力G为90N，求此时机械效率；
（3）试解释上述两种情况下机械效率不一样的原因．

Answer 1

分析 在此题中，有用功是克服物体的重力所做的功；总功是拉力F做的功；机械效率是有用功和总功之比．

解答 解：
（1）动滑轮由2段绳子承担物重，所以s=2h=2×5m=10m
W_额=G_动h=10N×5m=50J
当G=40N时，W_有用=Gh=40N×5m=200J
W_总=W_有用+W_额=200J+50J=250J
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{200J}{250J}$×100%=80%；
（2）当G=90N时，W_有用′=G′h=90N×5m=450J
W_总′=W_有用′+W_额=450J+50J=500J
机械效率：η′═$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{450J}{500J}$×100%=90%；
（3）两次使用滑轮组提升重物时，所做额外功相等，第二次的机械效率高的原因是提升物体的重力较大．
答：（1）当物重为40N时，机械效率为80%；
（2）当物重为90N时，机械效率为90%
（3）物重不同．

点评 此题主要考查了有用功、总功、机械效率的计算．是一道很好基础性题目