用一个动滑轮把重400牛顿的物体提高2米，所做的总功为1000焦耳．求：提起货物时作用于绳的拉力F多大？动滑轮的机械效率多大？-物理打印页面

用一个动滑轮把重400牛顿的物体提高2米，所做的总功为1000焦耳．求：提起货物时作用于绳的拉力F多大？动滑轮的机械效率多大？-物理

[db:作者] 2020-05-30 00:00:00 互联网

题文

用一个动滑轮把重400牛顿的物体提高2米，所做的总功为1000焦耳．求：提起货物时作用于绳的拉力F多大？动滑轮的机械效率多大？
题型：问答题难度：中档

答案

物体被提高了2m，则绳头应前进4m；即拉力的作用距离为s=4m；
则由W=Fs可知：
F=
W
s
=
1000J
4m
=250N；
在提高重物的过程中，人所做的有用功W_有=Gh=400N×2m=800J；
则动滑轮的机械效率η=
W有
W
×100%=
800J
1000J
×100%=80%．
答：作用在绳上的拉力为250N；动滑轮的机械效率为80%．

据专家权威分析，试题“用一个动滑轮把重400牛顿的物体提高2米，所做的总功为1000焦耳．求..”主要考查你对功的计算，滑轮（组）的机械效率等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算滑轮（组）的机械效率

考点名称：功的计算

功的计算公式：
功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。

单位：
国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。
在利用该公式进行计算时的注意点：
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；

(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；

(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

考点名称：滑轮（组）的机械效率

滑轮组的机械效率：

有用功	W_有用=Gh
总功	W_总=Fs W_总=Gh+G_动h (不计绳重，摩擦）
额外功	W_额外=W_总-W_有用 W_额外=G_动h (不计绳重，摩擦）
机械效率	（n为承担重物绳的股数） (不计绳重,摩擦)

测量滑轮组的机械效率:
①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
②原理：η=
③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ；

④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
提高滑轮组机械效率的方法:
1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。

2．提高滑轮组机械效率的方法
(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
滑轮组拉物体水平前进时的机械效率：

W_有用 W_额外 W_总 η

拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、物体移动距离s_物、拉力F移动距离s W_有用=f·s_物 —— W总=F·s=F·ns_物
n为绳子股数

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