Question

用如图所示的滑轮组匀速提升重为1200N的物体G，物体在10s内上升了1m，滑轮组的机械效率为80%．若不考虑绳重和摩擦，
求：（1）拉力的所做的有用功是多少焦；
（2）用两种不同的方法求出动滑轮的重力．

Answer 1

分析：（1）已知物体的重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求克服重力做的有用功；
（2）①首先根据公式η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

F3h

=

G

3F

求出拉力的大小；不考虑绳重和摩擦，根据公式F=

1

3

（G_物+G_动）求出动滑轮重；
②首先根据公式η=

W有用

W总

求出拉力做的总功，额外功等于总功与有用功之差，不考虑绳重和摩擦，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．

解答：已知：物体G的重为G=1200N，物体上升高度h=1m，时间t=10s，滑轮组的机械效率为η=80%，n=3．
求：（1）拉力的所做的有用功W_有用=？；（2）动滑轮的重力G_动=？
解：（1）拉力做的有用功：
W_有用=Gh=1200N×1m=1200J；
（2）①∵η=

W有用

W总

，
∴拉力做的总功：
W_总=

W有用

η

=

1200J

80%

=1500J，
拉力移动的距离：s=3h=3×1m=3m，
∵W=Fs
∴拉力的大小：
F=

W总

s

=

1500J

3m

=500N，
∵F=

1

3

（G_物+G_动）
∴动滑轮重为：
G_动=3F-G_物=3×500N-1200N=300N；
②∵不考虑绳重和摩擦，
∴拉力克服动滑轮重做的额外功：
W_额=W_总-W_有=1500J-1200J=300J，
∵W=Gh
∴动滑轮重：
G_动=

W额

h

=

300J

1m

=300N．
答：（1）拉力的所做的有用功是1200J；
（2）动滑轮重为300N．

点评：本题考查学生对有用功、总功、机械效率和动滑轮的重力等的计算的掌握，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是求动滑轮的重力，知道克服动滑轮重做的是额外功．