Question

2．工人站在地面上，用重20N的定滑轮将18kg的物品匀速吊运到5m高处，
（1）若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是多大？
（2）若匀速吊运时的实际拉力是200N，求人所做的有用功、总功和定滑轮的机械效率（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）定滑轮的使用特点是：可以改变力的方向，但不省力；
（2）利用G=mg求重力，利用W_总=Fs求总功；
利用W_有用=Gh求有用功；
利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求机械效率．

解答 解：（1）物体所受重力：G=mg=18kg×10N/kg=180N，
定滑轮的实质是个等臂杠杆，使用定滑轮的目的是可以改变施力方向，但不能省力．
所以若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是F′=G=180N；
（2）所做有用功：W_有用=Gh=180N×5m=900J；
若匀速吊运时的实际拉力是200N，所做总功：W_总=Fs=200N×5m=1000J，
定滑轮的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{900J}{1000J}$×100%=90%．
答：（1）若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是为180N；
（2）若匀速吊运时的实际拉力是200N，人所做的有用功为900J；总功为1000J；定滑轮的机械效率是90%．

点评 本题考查定滑轮的使用特点，要熟练掌握重力、有用功、总功和机械效率的公式，只有公式熟练了解题的准确度就高了．