Question

如圖所示裝置將重為200N的物體勻速從斜面的底端拉至頂端用時10s．已知斜面的長是5m，高是2m，拉力F=50N，則
（1）該裝置的機械效率為多少？
（2）重物上升過程中額外功多少？
（3）拉力的功率為多少？

Answer 1

已知：物重G=200N，時間t=10s，高度h=2m，長度L=5m，拉力F=50N
求：（1）該裝置的機械效率η=？；（2）額外功W_額=？；（3）拉力的功率P=？
解：（1）有用功W_有用=Gh=200N×2m=400J；
總功W_總=Fs=50N×2×5m=500J；
機械效率η=×100%=×100%=80%；
（2）∵W_總=W_有用+W_額
∴重物上升過程中額外功：
W_額=W_總-W_有用=500J-400J=100J；
（3）拉力的功率：P===50W．
答：（1）該裝置的機械效率為80%；
（2）重物上升過程中額外功為100J；
（3）拉力的功率為50W．
分析：（1）斜面上裝一個動滑輪，已知物體的重力和物體升高的高度，根據公式W=Gh可求有用功；已知拉力的大小和動滑輪上繩子的段數，根據公式W=FS可求總功；有用功與總功的比值就是機械效率．
（2）根據W_總=W_有用+W_額求出額外功；
（3）根據P=求出功率．
點評：此題主要考查的是學生對有用功、總功、額外功、機械效率、功率計算公式的理解和掌握，基礎性題目．