Question

4．如圖所示，在10s內把一個重400N的物體沿豎直方向向下勻速提升了2m，所用拉力F為250N，不計摩擦和繩重．則此過程中有用功是800J，額外功是200J，拉力的功率是100W，滑輪的機械效率是80%．

Answer 1

分析 （1）由滑輪組的結構可以看出，承擔物重的繩子股數n=2，則拉力F移動的距離s=2h．克服物體的重力所做的功是有用功；利用W=Gh即可求出有用功；
（2）拉力F與拉力移動距離的乘積為總功，利用W_總=W_有+W_額計算額外功；
（3）根據P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（4）有用功與總功的比值是機械效率；

解答 解：
（1）有用功：W_有=Gh=400N×2m=800J；
（2）由于承擔總重的繩子有2段，則繩端移動的距離：s=2h=2×2m=4m，
拉力F所做的總功：W_總=Fs=250N×4m=1000J，
由W_總=W_有+W_額可得，額外功：W_額=W_總-W_有=1000J-800J=200J；
（3）拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W；
（4）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%．
故答案為：800；200；100；80．

點評 本題考查了學生對總功、有用功、機械效率以及功率的理解和掌握，正確求出有用功和總功是關鍵．