题文

用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求： ⑴滑轮组的机械效率η ⑵货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。

题型：计算题  难度：中档

答案

（1）60%      （2）630J

分析：（1）欲求机械效率应知道有用功和总功，但货物上升的高度不知道，无法求有用功，这时我们可以将其上升的高度设出来，或设时间为1s，求出货物上升的高度也可以；然后求出有用功和总功，再计算机械效率；（2）欲求克服摩擦做的功，它属于额外功的一部分，我们先根据货物上升的高度求出总功与有用功，再求出额外功，而额外功的另一部分即是克服动滑轮的重所做的功，故Wf=W总－W有－W动。 解：（1）1秒内货物升高的高度h=0.3m W有=Gh=360N×0.3m=108J W总=P总t=180W×1s=180J 所以η==60% (2)货物上升3m的时间t==10s W总=P总t=180W×10s=1800J W有=Gh=360N×3m=1080J 提升动滑轮做的功W动= G动h=30N×3m=90J 所以克服摩擦力做的功Wf=W总－W有－W动=630J

据专家权威分析，试题“用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，上升..”主要考查你对  功的概念  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的概念

考点名称：功的概念

• 功的定义：
  必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功；
  
  功的两个要素：
  一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。

• 以下三种情况下力对物体不做功：
  (1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。
  
  (2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。
  
  (3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。

• 功和机械能知识梳理：
  

• 如何判断力对物体是否做功：
      判断力对物体是否做功，可以从物体在力的作用下，在该力的方向上是否移动了距离来进行判断。
      如冰块在光滑冰面上匀速滑动，水平方向上没有受到力的作用，只是在竖直方向上受重力和支持力；因此，水平方向上没有力对冰块做功，而竖直方向上，重力、支持力的方向都与冰块运动的方向垂直，所以重力、支持力也没有对冰块做功。
      人用力推车，对车有水平推力，且车沿水平方向通过了距离，符合做功的两个要素，推力做了功。
  
  例1教学大楼每层楼高为3m，小明提着一重 50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4m进入教室，从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为(   )
  A．0J  B．300J  C．450J  D．500J
  
  解析：本题包括两个过程，一是小明将50N的箱子提高6m，人对箱子的拉力是50N，箱子在拉力方向上移动6m的距离，根据W=Fs=50N×6m= 300J；另一过程是提着箱子在水平走廊走了4m，拉力和箱子移动距离的方向垂直，在这一过程中人没有做功。
  
  答案：B