Question

（2013?塘沽區(qū)二模）如圖，小明家新買的房子準(zhǔn)備裝修，為了將水泥從地面送上6m高的樓頂，他在樓上安裝了一個(gè)滑輪組，所用的滑輪每只2kg，每次只提升一袋水泥，每袋水泥的質(zhì)量為50kg．（不計(jì)繩重和摩擦．g取10N/kg）．求：
（1）每袋水泥受到的重力大小；
（2）每次做的有用功；
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：（1）知道每袋水泥的質(zhì)量，可利用公式G=mg計(jì)算出其重力的大小．
（2）知道每袋水泥的重力和上升的高度，可利用公式W_有用=Gh計(jì)算出做的有用功．
（3）在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功，知道動(dòng)滑輪的質(zhì)量，可利用公式W_額外=Gh=mgh計(jì)算出滑輪組所做的額外功，再利用公式W_總=W_有用+W_額外計(jì)算出總功，最后再利用公式η=

W有用

W總

計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率．

解答：已知：m=50kg  g=10N/kg  h=6m   m_動(dòng)=2kg
求：（1）G=？（2）W_有用=？（3）η=？
解：
（1）每袋水泥受到的重力為：G=mg=50kg×10N/kg=500N．
（2）每次做的有用功為：W_有用=Gh=500N×6m=3000J．
（3）在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功，對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功：W_額外=G_動(dòng)^′h=m_動(dòng)gh=2kg×10N/kg×6m=120J，
則總功為：W_總=W_有用+W_額外=3000J+120J=3120J，
滑輪組的機(jī)械效率為：η=

W有用

W總

×100%=

3000J

3120J

×100%≈96.2%．
答：（1）每袋水泥受到的重力大小為500N．
（2）每次做的有用功為2500J．
（3）滑輪組的機(jī)械效率為96.2%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有用功、額外功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式和公式變形的理解和應(yīng)用，特別需要注意的是在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功．