Question

如图所示，在虚线框中有一套机械装置（某一种简单机械），在A处用100牛的力将绳端向下移动1米，能把物体B吊起0.5米．如果这时的机械效率是80%，请回答：
（1）虚线框中可能是哪种简单机械？（举两种方案，并画出简图）
（2）物体B的质量是多少千克？（g取10牛/千克）
（3）若额外功不变，则用这套装置提升重360牛的物体C时，需要在A处施多大的力？

Answer 1

分析：（1）根据s和h的关系，这应该是省力机械，s是h的2倍，可能是滑轮组，应由2段绳子承担物重；可能是杠杆，则动力臂为阻力臂的2倍；
（2）根据机械效率的概念：η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%代入数据便可求出物体的重力，则可求出其质量；
（3）根据物体的重力求出有用功W_有用=Gh，并求出总功：W_总=W_有用+W_额，根据F=

W

s

求出力F．

解答：解：（1）由题意知，绳端向下移动1米，能把物体B吊起0.5米，则滑轮组由2段绳子承担物重；
也可使用杠杆，动力臂应为阻力臂的2倍，如图所示：
或；
（2）W_总=Fs=100N×1m=100J；
W_有用=W_总η=100J×80%=80J
G=

W有用

h

=

80J

0.5m

=160N
则m=

G

g

=

160N

10N/kg

=16kg
（3）W_额=W_总-W_有用=100J-160J=40J
W_有用′=G′h=360N×0.5m=180J
W_总′=W_有用′+W_额=180J+40J=220J
F′=

W总′

s

=

220J

1m

=220N
答：（1）见上图；
（2）物体B的质量是16kg；
（3）若额外功不变，则用这套装置提升重360牛的物体C时，需要在A处施220N的力．

点评：此题考查了省力机械的特点，考查了有用功、额外功、总功及机械效率的计算，掌握各计算公式，并搞清总功、额外功及有用功之间的关系，才能正确地解析此题．