Question

20．升國旗時，人站在地面上向下拉繩子，就可以使國旗上升，這是因為在旗桿頂上安裝了一個定滑輪．若國旗的質(zhì)量是360g，人勻速升旗時，施加的實際拉力為4N，要求出該裝置的機械效率，則不需要（填“需要”或“不需要”）知道旗桿的高度，若旗桿的高度是12m，則此次升旗的過程中，人做的額外功為4.8J．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）軸固定不動的滑輪叫定滑輪，使用定滑輪可以改變用力方向，但不能省力．
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{F}$分析解可解答；
（3）利用W_總=Fs求出總功，利用W_有用=Gh求出有用功，二者之差即為額外功．

解答 解：
（1）旗桿頂部滑輪的軸不動，是一個定滑輪，它能改變動力的方向，但不能省力；
（2）使用定滑輪時，s=h，
因為η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{F}$，
所以，要求出該裝置的機械效率，只需知道國旗的重力和人的拉力即可，不需要知道旗桿的高度．
（3）總功：W_總=Fs=4N×12m=48J，
有用功：W_有用=Gh=mgh=0.36kg×10N/kg×12m=43.2J，
則額外功：W_額=W_總-W_有用=48J-43.2J=4.8J．
故答案為：定；不需要；4.8．

點評 此題考查定滑輪及其工作特點、功和機械效率公式的應(yīng)用涉及到的知識點較多，綜合性較強．但難度不大，屬于基礎(chǔ)題．