Question

16．如图所示的滑轮组，将16N的重物匀速提升1m，所用拉力F=10N，不计绳重和摩擦，求：
（1）滑轮组提升物体时做的总功；
（2）动滑轮的重力；
（3）若此滑轮组将另一个重为20N的重物提升1m，此时滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 由滑轮组的结构知道，承担物重的绳子股数n=2，s=2h，
（1）知道拉力、绳子自由端移动的距离，利用W=Fs求拉力做功；
（2）不计绳重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）求动滑轮的重．
（3）由s=2h求重物被提升的高度，利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）s=2h=2×1m=2m，
滑轮组提升物体时做的总功：
W_总=Fs=10N×2m=20J；
（2）不计绳重和摩擦，
F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）
即：10N=$\frac{1}{2}$（G_轮+16N），
解得，动滑轮的重G_轮=4N；
（3）W_有用=G′h=20N×1m=20J，
F′=$\frac{1}{2}$（G′+G_轮）=$\frac{1}{2}$（20N+4N）=12N，
${W}_{总}^{′}$=F′s=12N×2m=24J，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}^{′}}$=$\frac{20J}{24J}$≈83.3%．
答：（1）滑轮组提升物体时做的总功为20J；
（2）动滑轮的重力为4N；
（3）若此滑轮组将另一个重为20N的重物提升1m，此时滑轮组的机械效率为83%．

点评 本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=$\frac{1}{n}$（G_轮+G_物）]是本题的关键．