Question

19．用如圖所示的動滑輪提升重物，繩重及摩擦不計，動滑輪的重力G_動為10N，物體被提升的高度是5m．
（1）如果被提升的物體所受的重力G為40N，求此時機械效率；
（2）如果被提升的物體所受的重力G為90N，求此時機械效率；
（3）試解釋上述兩種情況下機械效率不一樣的原因．

Answer 1

分析 在此題中，有用功是克服物體的重力所做的功；總功是拉力F做的功；機械效率是有用功和總功之比．

解答 解：
（1）動滑輪由2段繩子承擔物重，所以s=2h=2×5m=10m
W_額=G_動h=10N×5m=50J
當G=40N時，W_有用=Gh=40N×5m=200J
W_總=W_有用+W_額=200J+50J=250J
機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{200J}{250J}$×100%=80%；
（2）當G=90N時，W_有用′=G′h=90N×5m=450J
W_總′=W_有用′+W_額=450J+50J=500J
機械效率：η′═$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{450J}{500J}$×100%=90%；
（3）兩次使用滑輪組提升重物時，所做額外功相等，第二次的機械效率高的原因是提升物體的重力較大．
答：（1）當物重為40N時，機械效率為80%；
（2）當物重為90N時，機械效率為90%
（3）物重不同．

點評 此題主要考查了有用功、總功、機械效率的計算．是一道很好基礎性題目