Question

如圖甲所示的滑輪組（摩擦忽略不計），將一個重78牛的鐵塊A勻速提升2米，拉力F₁做功是200焦，g取10N/kg，求：
（1）該滑輪組的機械效率．
（2）若將鐵塊A置于水中，如圖乙所示，仍用該滑輪組將其在水中勻速提升2米（不計水的阻力和動滑輪重），則拉力F₂做了多少功？（ρ_鐵=7.8×10³千克/米³）

Answer 1

分析：（1）讀圖明確滑輪組的特點，得出s與h的倍數關系，利用機械效率的公式即可直接進行計算；
（2）鐵塊在水中時會受到浮力的作用，用重力減去浮力，就是用滑輪組承擔的拉力，再根據總功的公式可進行求解．

解答：解：（1）G=78N，h=2m，W₁=200J，
W_有用=Gh=78N×2m=156J，
η=

W有

W總

=

156J

200J

=78%；
（2）m=

G

g

=

78N

10N/kg

=7.8kg，
V_排=

m

ρ鐵

=

7.8kg

7.8×103kg/m3

=0.001m³
而F_浮=ρgV_排=1000kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N，
由于該滑輪組將其在水中勻速提升，則A受到平衡力，故2F₂=G-F_浮，
所以F₂=

1

2

（G-F_浮）=

1

2

（78N-10N）=34N，
W₂=F₂S=F₂?2h=34N×4m=136J．
答：（1）該滑輪組的機械效率是78%；
（2）拉力F₂做了136J的功．

點評：本題中，第一步的計算用到了機械效率的公式，難度不大，直接代入數據計算即可．第二步則要對物體進行受力分析，搞清要承擔的總拉力，當然，還要通過密度的公式和浮力的公式先求出鐵塊所受的浮力才行．