Question

19．如圖所示的滑輪組，已知物重270N，動(dòng)滑輪重30N（繩重及摩擦不計(jì)），若重物勻速提升2m，則拉力F=100N，額外功是60J，滑輪組的機(jī)械效率是90%．

Answer 1

分析 （1）知道物重和動(dòng)滑輪重，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_輪）計(jì)算出繩端的拉力大小；
（2）根據(jù)W_有=Gh求出有用功；
再根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離，根據(jù)W_總=Fs求出總功，最后根據(jù)W_總=W_有+W_額的變形公式即可求出額外功；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$即可求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1））由圖可知有3段繩子承擔(dān)總重，
繩端的拉力F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_輪）=$\frac{1}{3}$×（270N+30N）=100N；
（2）有用功：W_有=Gh=270N×2m=540J，
繩子自由端移動(dòng)的距離：s=3h=3×2m=6m，
拉力做的功：W_總=Fs=100N×6m=600J，
由W_總=W_有+W_額可得，
W_額=W_總-W_有=600J-540J=60J；
（3）滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{540J}{600J}$×100%=90%．
故答案為：100；60；90%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有用功、總功、額外功、機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是滑輪組繩子有效段數(shù)的確定和各物理量計(jì)算公式的應(yīng)用．