Question

6．将重为16N的物体用图示装置匀速提升2m，拉力F=10N．不计轮轴间摩擦及绳重，求：
（1）动滑轮所受重力的大小；
（2）该过程中的有用功W_有；
（3）该装置的机械效率η．

Answer 1

分析 （1）由图可知，n=2，不计轮轴间摩擦及绳重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮），据此求动滑轮重力；
（2）知道物体重和升高的高度，利用W=Gh求做的有用功；
（3）绳子自由端被拉下的距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的总功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求动滑轮的机械效率．

解答 解：
（1）由图可知使用的是滑轮组的绳子段数，n=2，
不计轮轴间摩擦及绳重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮），
动滑轮重力：G_轮=2F-G=2×10N-16N=4N；
（2）使用动滑轮做的有用功：
W_有=Gh=16N×2m=32J；
（3）绳子自由端被拉下的距离：
s=2h=2×2m=4m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=10N×4m=40J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{32J}{40J}$×100%=80%．
答：（1）动滑轮所受重力的大小为4N；
（2）该过程中的有用功为32J；
（3）该装置的机械效率为80%．

点评 本题考查了使用滑轮组有用功、总功、动滑轮重力、机械效率的计算，利用好：不计轮轴间摩擦及绳重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮）．