Question

某工人用如图所示的动滑轮将重物匀速提升2m，已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦）．若拉力所做的功为196J，求此过程中：
（1）工人所做的额外功为多少焦耳？
（2）有用功为多少？
（3）重物的重力为多少？
（4）机械效率是多少？

Answer 1

分析：（1）不计绳重和摩擦时，工人所做的额外功为克服动滑轮重力所做的功，根据W=Gh求出其大小；
（2）知道拉力做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，总功减去额外功即为有用功的大小；
（3）知道有用功和物体上升的高度，根据W=Gh求出重物的重力；
（4）知道有用功和总功，根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率．

解答：解：（1）∵不计绳重和摩擦，
∴工人所做的额外功：
W_额=G_动h=10N×2m=20J；
（2）∵拉力做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，
∴有用功：
W_有=W_总-W_额=196J-20J=176J；
（3）重物的重力：
G=

W有

h

=

176J

2m

=88N；
（4）滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

176J

196J

×100%≈89.8%．
答：（1）工人所做的额外功为20J；
（2）有用功为176J；
（3）重物的重力为88N；
（4）机械效率是89.8%．

点评：本题考查了额外功、有用功、物体重力和滑轮组机械效率的计算，关键是知道有用功、额外功和总功之间的关系和知道不计绳重和摩擦时工人所做的额外功为克服动滑轮重力所做的功．