Question

甲、乙兩人分別用不同的方法把重100N的物體A從地面勻速提到三樓
（1）甲用圖1所示的方法，直接用繩把物體提到三樓，判斷該過程繩對物體A的拉力F是否做功時，有兩種分析如下表，若分析正確，在表中同一行的空格畫“√”

分析一		物體在力F的方向上移動了距離，所以拉力F對物體做了功
分析二	物體勻速上升，其動能不變，重力勢能增加	能量的轉(zhuǎn)化可以通過做功的過程來實現(xiàn)．因為物體的機械能增加了，所以拉力F對物體做了功

（2）甲用20s把物體由M提到N，他對物體做功的功率多大？
（3）乙用圖2所示的方法，通過滑輪把物體提到二樓，滑輪重10N，
有人計算乙做的總功過程如下：
W=F_乙S …①
F_乙=

G物

2

=

100N

2

=50N …②
S=6m …③
聯(lián)立①②③求出W，請指出以上計算過程中的錯誤之處．
（4）圖2中，若要將150N的物體從地面勻速提到三樓，求此時的機械效率（不計繩重及摩擦）．
（5）你認為提高滑輪組的機械效率有哪些辦法？至少說兩種．

增加物重，減小動滑輪自重（或減小輪軸間摩擦）

．

Answer 1

分析：（1）物體勻速上升，故物體的動能不變，而物體在力的方向上發(fā)生了距離，故拉力對物體做功；而高度升高，故重力勢能增大，即拉力的功增加了物體的機械能；
（2）人對物體所做的功等于物體克服重力所做的功，故求得重力的功即為人所做功；
（3）人通過動滑輪做功時，人的拉力同時作用在滑輪和重物上，故人的拉力應等于滑輪及重物重力的一半；
（4）已求得有用功，則由拉力的距離可求得總功，則可求得滑輪的機械效率；
（5）在提升重物時，人所做的額外功主要是克服摩擦力及滑輪的自重，故可以通過改變物生及動滑輪自重的比及減小摩擦來提升效率．

解答：解：（1）物體在力的方向上發(fā)生了距離，符合做功的條件，故分析一  （√）；
物體的動能不變，而機械能增加，是因拉力做功來實現(xiàn)的，即拉力做功的過程為轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程，故分析二  （√）；
（2）對物體所做的功為：
W=Gh=100N×6m=600 J；
功率為  P=

W

t

=

600J

20s

=30W；
（3）因拉力拉起的是滑輪及重物，故F_乙=

G物+G輪

2

=55N；
 S=nh=2×6m=12m；
（4）有用功W_有=Gh=150N×6m=900J；
總功W_總=FS=

G物′ +G輪

2

S=80N×12m=960J；
則機械效率η=

W有

W總

×100%=

900J

960J

×100%=93.75%；
（5）要想增大效率，則減小額外功，故可以增加物重，減小動滑輪自重（或減小輪軸間摩擦）；
答：（1）兩分析均正確；（2）功率為30W；
（3）繩子的拉力錯，應為55N；F的距離錯，應為12m；
（4）機械效率為93.75%；
（5）增加物重，減小動滑輪自重（或減小輪軸間摩擦）．

點評：本題考查了機械效率的計算，及滑輪的使用，要求明確有用功和總功，并能熟練掌握滑輪組的特點．