Question

5．用如圖所示的滑輪組將重90N的貨物勻速提升1m的過程中，所用拉力F=50N．不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦．
（1）求上述過程中的有用功W_有用；
（2）求上述過程中的總功W_總；
（3）求滑輪組的機(jī)械效率η．
（4）實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪的重力．

Answer 1

分析 由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2，s=2h，
（1）根據(jù)W=Gh求出人做的有用功；
（2）根據(jù)W=Fs求出總功；
（3）根據(jù)效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率．
（4）利用F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）計(jì)算動(dòng)滑輪的重力．

解答 解：
（1）上述過程中的有用功：W_有=Gh=90N×1m=90J；
（2）由圖知n=2，所以繩端移動(dòng)的距離：s=2h=2×1m=2m，
總功：W_總=Fs=50N×2m=100J；
（3）滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{90J}{100J}$×100%=90%；
（4）不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦，
則F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)），
所以動(dòng)滑輪的重力：G_動(dòng)=2F-G=2×50N-90N=10N．
答：（1）上述過程中的有用功為90J；
（2）上述過程中的總功為100J；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為90%．
（4）實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪的重力為10N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，搞清各力與距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，熟練運(yùn)用相關(guān)公式是解決此題的關(guān)鍵．