Question

1．用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80kg的货物，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：（1）滑轮组做的有用功是多少？
（2）如果额外功是400J，总功是多少？
（3）此滑轮组的机械效率是多少？
（4）滑轮组所做的额外功是由哪些因素引起的？（至少说明一点）

Answer 1

分析 （1）知道货物的质量，利用G=mg求货物重，由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n，则s=2h，据此求货物升高的距离h，利用W=Gh求有用功；
（2）根据W_总=W_有用+W_额计算；
（3）求出了有用功和总功，利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求滑轮组的机械效率；
（4）克服绳重、摩擦、动滑轮重等因素会做额外功．

解答 解：（1）货物重G=mg=80kg×10N/kg=800N，
由图知，n=2，则s=2h，即4m=2×h，
所以货物升高的距离h=2m，
W_有用=Gh=800N×2m=1600J；
（2）W_总=W_有用+W_额=1600J+400J=2000J；
（3）η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1600J}{2000J}$×100%=80%．
（4）滑轮组所做的额外功是由绳重、摩擦、动滑轮重等因素引起的．
答：（1）滑轮组做的有用功是1600J；
（2）如果额外功是400J，总功是2000J；
（3）此滑轮组的机械效率是80%；
（4）起重机所做的额外功是由绳重、摩擦、动滑轮重等因素引起的．

点评 本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，求出承担物重的绳子股数n（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口．