小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m,所用的拉力为50N.(不计绳重和摩擦)

1个回答

  • 解题思路:(1)已知拉力的大小和动滑轮上绳子的段数以及物体升高的高度,根据公式W=Gh可求拉力做的总功.

    (2)已知物体的重力和物体升高的高度,根据公式W=Gh可求克服物体重力做的有用功,有用功和总功的比值就是滑轮组的机械效率.

    (3)滑轮组不变,说明所做的额外功不变,额外功就是克服动滑轮重力做的功,根据公式W=Gh可求动滑轮的重力,根据机械效率推导公式η=

    W

    有用

    W

    =

    Gh

    (

    G

    +G)h

    =

    G

    G+

    G

    可求当物体重力变化时滑轮组的机械效率.

    (1)拉力所做的功W=FS=3Fh=3×50N×2m=300J.

    答:拉力所做的功为300J.

    (2)克服物体重力做的功W有用=Gh=120N×2m=240J,

    滑轮组的机械效率η=

    W有用

    W总=[240J/300J]×100%=80%.

    答:滑轮组的机械效率为80%.

    (3)做的额外功W=W-W有用=300J-240J=60J,

    动滑轮重力G=

    W额

    h=[60J/2m]=30N,

    当该滑轮组提升一个重为170N的物体时,滑轮组的机械效率为η1=

    G1

    G1+G动=[170N/170N+30N]×100%=85%.

    答:此时滑轮组的机械效率为85%.

    点评:

    本题考点: 功的计算;滑轮与功的综合题;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率.

    考点点评: 本题考查总功、有用功、机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是知道动滑轮上绳子的段数,难点是机械效率变形公式的推导.