Question

用图所示的动滑轮提升重物．若摩擦不计，动滑轮重为10N，物体被提升的高度是h=5m．

（1）如果被提升的物体重为G=40N，求有用功、总功及机械效率；

（2）如果被提升的物体重为G′=90N，求有用功、总功及机械效率．注意一下，两种情况下的机械效率一样吗？

Answer

（1）如果被提升的物体重为G=40N，有用功为200J，总功为250J，机械效率为80%；

（2）如果被提升的物体重为G′=90N，有用功为450J，总功为500J，机械效率为90%．

【解析】

试题分析：在此题中，有用功是克服物体的重力所做的功；总功是拉力F做的功；机械效率是有用功和总功之比．

【解析】
（1）由图可知，承担物重的绳子的股数n=2，

则绳子自由端移动的距离：

s=nh=2×5m=10m，

W额=G动h=10N×5m=50J，

当物重G=40N时，

W有=Gh=40N×5m=200J，

W总=W有+W额=200J+50J=250J，

机械效率：

η=×100%

=×100%

=80%．

（2）当物重G′=90N时，

W有′=G′h=90N×5m=450J，

若摩擦不计，额外功不变，即W额′=W额=50J，

W总′=W有′+W额′=450J+50J=500J

机械效率：

η′=×100%

=×100%

=90%．

由（1）、（2）可知，两种情况下的机械效率不一样．

答：（1）如果被提升的物体重为G=40N，有用功为200J，总功为250J，机械效率为80%；

（2）如果被提升的物体重为G′=90N，有用功为450J，总功为500J，机械效率为90%．

【点评】此题主要考查了有用功、总功、机械效率的计算，明确总功、有用功、额外功及绳子的股数是正确解题的关键，是一道很好基础性题目．