Question

4．如图所示，搬运工人用滑轮将重为425N的重物匀速提升4m，所用拉力为250N，时间为20s．则此过程中有用功是1700J，额外功是300J，拉力的功率是100W，滑轮的机械效率是85%．

Answer 1

分析 已知物体的重力，知道物体提升的高度，利用W_有用=Gh可求出有用功；根据动滑轮的工作特点求出拉力移动的距离，知道拉力大小，利用W_总=Fs求总功；则额外功等于总功与有用功之差，再利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率，最后利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求滑轮的机械效率．

解答 解：工人做的有用功：
W_有用=Gh=425N×4m=1700J，
因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s=2h=2×4m=8m，
工人做的总功：
W_总=Fs=250N×8m=2000J，
所以，W_额外=W_总-W_有用=2000J-1700J=300J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2000J}{20s}$=100W；
动滑轮的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1700J}{2000J}$×100%=85%．
故答案为：1700J；300J；100；85%．

点评 本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、额外功、功率和机械效率的计算方法，知道动滑轮的工作特点是解答本题的关键．