Question

15．如图1所示，手用大小为300N的力F₁直接将物体A匀速提升1m，F₁做功为300J；若借助斜面把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率是30%，则F₂做功为1000J；若借助图2的滑轮组也能把A匀速提升1m，发现绳子自由端伸长了3m，请根据该信息在图2上画出正确的连线方式．

Answer 1

分析 （1）已知F₁的大小和物体A提升的高度h，利用公式W=Fs计算F₁做的功；
（2）若借助斜面把A匀速提升相同高度，则有用功为W_有用=W；已知机械效率，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可求出F₂做的总功；
（3）已知h=1m，s=3m，由s=nh可得动滑轮上绳子的段数，根据“奇动偶定”原则确定滑轮组的绕绳方式．

解答 解：（1）由题可知，F₁=300N，物体A提升的高度h=1m，
则F₁做的功：W=F₁h=300N×1m=300J；
（2）若借助斜面把A匀速提升相同高度，则有用功为W_有用=W=300J，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可得，F₂做的总功：
W_总=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{300J}{30%}$=1000J；
（3）使用滑轮组提升A物体时，h=1m，s=3m，
由s=nh可得，动滑轮上绳子的段数n=$\frac{s}{h}$=$\frac{3m}{1m}$=3，
根据“奇动偶定”原则可知，绳子应从动滑轮上面的挂钩绕起，依次绕过定滑轮、动滑轮，如图所示：

故答案为：300； 1000；如上图所示．

点评 本题考查了对有用功和总功的理解、机械效率公式的应用、滑轮组绕绳方式的判断，正确认识有用功和总功是解题的关键．