Question

（2012?惠山區二模）如圖所示，拉力F=80N，物體重 G=120N，若5秒
內繩子自由端勻速拉動的距離為S=4m，求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）拉力做功的總功率；
（3）當物重增加為200N時，求滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數n=2，則s=2h；
（1）知道物體重，求出物體上升的高度，利用功的公式W=Gh計算有用功；
（2）知道拉力和拉力端移動的距離，利用功的公式W=Fs求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功的功率；
（3）首先根據公式W_額=W_總-W_有用求出拉力做的額外功；再求出物重增加為200N時的有用功和總功，根據公式η=

W有用

W總

求出機械效率．

解答：已知：拉力F=80N，物體重G=120N，時間t=5s，繩子自由端移動的距離為s=4m，第二次物重G′=200N
求：（1）拉力所做的有用功W有用=？；（2）拉力做功的總功率P=？；（3）滑輪組的機械效率η=？
解：（1）由圖知，n=2，則s=4m=2h，
∴物體上升的高度：
h=

1

2

s=

1

2

×4m=2m，
拉力所做的有用功：
W_有用=Gh=120N×2m=240J；
（2）拉力做的總功：
W_總=Fs=80N×4m=320J，
拉力做功的總功率：
P=

W總

t

=

320J

5s

=64W；
（3）使用滑輪組做的額外功：
W_額=W_總-W_有用=320J-240J=80J，
物重增加為200N時的有用功：
W_有用′=G′h=200N×2m=400J，
此時拉力做的總功：
W_總′=W_有用′+W_額=400J+80J=480J，
滑輪組的機械效率：
η=

W有用′

W總′

×100%=

400J

480J

×100%≈83.3%．
答：（1）拉力所做的有用功為240J； 
（2）拉力做功的總功率為64W；  
（3）滑輪組的機械效率為83.3%．

點評：本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機械效率、功率的計算，要求靈活運用所學的公式及其變形公式．