Question

5．如图所示，一人用100N的拉力使用动滑轮将重为180N的物体向上提起，绳重和摩擦不计．在拉力的作用下，物体匀速上升了1m．
求：①动滑轮的重力；
②人克服物体重力所做的功；
③动滑轮的机械效率．

Answer 1

分析 ①首先判断滑轮组绳子的有效股数，然后利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）计算动滑轮的重力；
②知道物体重和上升的距离，利用W=Gh求人克服重力做的功（有用功）；
③用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，重物被提升h，则拉力端移动的距离s=2h，又知道拉力大小，利用W=Fs求拉力所做的功（总功），再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求动滑轮的机械效率．

解答 解：①由图可知，n=2，则F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），
动滑轮的重力：
G_动=2F-G=2×100N-180N=20N；
②人克服重力做的有用功：
W_有=Gh=180N×1m=180J；
③由题知，n=2，
拉力移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
拉力所做的总功：W_总=Fs=100N×2m=200J；
动滑轮机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{180J}{200J}$×100%=90%．
答：①动滑轮的重力为20N；
②人克服物体重力所做的功为180J；
③动滑轮的机械效率为90%．

点评 本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、机械效率的计算方法，知道使用动滑轮时n的值，利用好s=nh是本题的突破口，区分有用功和总功（从我们做功的目的出发，对我们有用的为有用功）是本题的关键．