Question

15．用如圖所示的滑輪組（繩重與摩擦阻力不計）勻速提升重力為60N的物體，在物體上升4m的過程中，拉力F做的功為300J，所用的時間為5s，求：
（1）物體上升的速度；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）提升動滑輪所做的額外功；
（4）動滑輪的重力．

Answer 1

分析 （1）知道物體上升的高度和時間，利用速度公式求上升的速度；
（2）利用W_有用求有用功，知道總功，利用效率公式求滑輪組的機械效率；
（3）利用W_額=W_總-W_有用求額外功；
（4）繩重與摩擦阻力不計，提升動滑輪所做的功為額外功，利用由W_額=G_輪h求動滑輪重．

解答 解：
（1）物體上升的速度：
v=$\frac{h}{t}$=$\frac{4m}{5s}$=0.8m/s；
（2）W_有用=Gh=60N×4m=240J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{240J}{300J}$×100%=80%；
（3）W_額=W_總-W_有用=300J-240J=60J，
（4）繩重與摩擦阻力不計，提升動滑輪所做的額外功，
由W_額=G_輪h得動滑輪重：
G_輪=$\frac{{W}_{額}}{h}$=$\frac{60J}{4m}$=15N．
答：（1）物體上升的速度為0.8m/s；
（2）滑輪組的機械效率為80%；
（3）提升動滑輪所做的額外功為60J；
（4）動滑輪的重力為15N．

點評 本題考查了速度、有用功、額外功和機械效率的計算，要知道繩重與摩擦阻力不計，提升動滑輪所做的功為額外功．