Question

15．用如图所示的滑轮组（绳重与摩擦阻力不计）匀速提升重力为60N的物体，在物体上升4m的过程中，拉力F做的功为300J，所用的时间为5s，求：
（1）物体上升的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）提升动滑轮所做的额外功；
（4）动滑轮的重力．

Answer 1

分析 （1）知道物体上升的高度和时间，利用速度公式求上升的速度；
（2）利用W_有用求有用功，知道总功，利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（3）利用W_额=W_总-W_有用求额外功；
（4）绳重与摩擦阻力不计，提升动滑轮所做的功为额外功，利用由W_额=G_轮h求动滑轮重．

解答 解：
（1）物体上升的速度：
v=$\frac{h}{t}$=$\frac{4m}{5s}$=0.8m/s；
（2）W_有用=Gh=60N×4m=240J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{240J}{300J}$×100%=80%；
（3）W_额=W_总-W_有用=300J-240J=60J，
（4）绳重与摩擦阻力不计，提升动滑轮所做的额外功，
由W_额=G_轮h得动滑轮重：
G_轮=$\frac{{W}_{额}}{h}$=$\frac{60J}{4m}$=15N．
答：（1）物体上升的速度为0.8m/s；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）提升动滑轮所做的额外功为60J；
（4）动滑轮的重力为15N．

点评 本题考查了速度、有用功、额外功和机械效率的计算，要知道绳重与摩擦阻力不计，提升动滑轮所做的功为额外功．