Question

用下圖所示滑輪組將貨物緩慢提升3m，已知貨物重850N，所用拉力F為300N（不計摩擦和繩重帶來的影響）．求：
（1）有用功W_有；
（2）總功W_總；
（3）額外功W_額；
（4）動滑輪的重力；
（5）滑輪組的機械效率η

Answer 1

【答案】分析：（1）已知貨物的重力和貨物升高的高度，根據W_有=Gh即可求出有用功；
（2）先根據貨物升高的高度和提升貨物所用繩子的條數求出自由端通過的距離，然后根據W_總=FS即可求出總功；
（3）根據W_額=W_總-W_有即可求出額外功；
（4）已知自由端作用在繩子上的力、承擔物重繩子的條數以及物重，根據向上作用力的合力等于物重和動滑輪重的合力，即可求出動滑輪的重力．
（5）根據機械效率的計算公式η=×100%即可求出滑輪組的機械效率．
解答：已知：G=850N，F=300N，h=3m，n=3，g=9.8N/kg
求：W_有，W_總，W_額，G_動，η
解：（1）W_有=Gh=850N×3m=2550J；
（2）S=nh=3×3m=9m，
W_總=FS=300N×9m=2700J；
（3）W_額=W_總-W_有=2700J-2550J=150J；
（4）nF=G+G_動
3×300N=850N+G_動
G_動=50N；
（5）η==94.4%．
答：（1）有用功為2550J；
（2）總功為2700J；
（3）額外功為150J；
（4）動滑輪的重力為50N；
（5）滑輪組的機械效率為94.4%．
點評：此題綜合考查了有用功、總功、額外功以及機械效率的計算，通過實際的計算進一步加深相關概念的理解．