Question

利用如图所示，滑轮使1000N的物体，沿斜面匀速前进5m时，物体升高2m．若不考虑额外功的损耗，作用在绳端的拉力多大？若整个装置的机械效率是80%，作用在绳端的拉力多大？

Answer 1

答案：
解析：

答：不考虑额外功的损耗时，作用在绳端拉力的大小是200N，整个装置的效率是80%时，拉力的大小是250N． 　　分析　　有关利用机械做功的问题，若不考虑额外功的损耗，可用功的原理进行解答．本题直接用手做的功可求出．利用机械时，在拉力的作用下，绳自由端移动的距离也可求出，因此，根据功的原理即可求出拉力的大小． 　　本题第二种情况，有用功可求出．总功可用拉力与绳自由端移动的距离之积表示，机械效率已给出，因此代入机械效率的公式，即可求出拉力． 　　已知：G＝1000N，s＝5m×2＝10m，h＝2m． 　　求：(1)不考虑额外功损耗时，F＝？ 　　(2)η＝80%时，F＝？ 　　解：(1)不考虑额外功损耗时： 　　　　机械克服重力做的功W1＝G·h， 　　　　动力对机械做的功W2＝F·s． 　　　　根据功的原理：W1＝W2， 　　　　所以：G·h＝F·s． 　　　　F＝＝200N． 　　　　(2)机械效率为80%时： 　　　　有用功W有用＝G·h， 　　　　总功W总＝·s． 　　　　又因η＝×100%＝×100%， 　　　　　故＝ 　　　　　　　＝250(N)． 　　评注　　本题涉及用动滑轮和斜面组成的联合机械做功的问题．弄清楚装置的组成部分，试找出动力作用点移动的距离和阻力作用点移动距离的数量关系，是解题的关键． 运用功的原理、机械效率解有关简单机械的问题时，需搞清以下三个关系： 　　(1)距离关系，即动力对机械做功移动的距离和机械对物体做功移动的距离关系．距离关系由机械结构决定． 　　(2)力的关系，即使用机械做功所需要的动力与直接用手做功所需用的力之间的关系．对于理想机械，力的关系由距离关系决定，而实际机械，力的关系由距离的关系和机械效率两者共同决定． 　　(3)功的关系，即动力对机械做功与机械克服阻力做的功(或直接用手做的功)的关系．机械效率全面反映了功的关系．