2. 小红利用某机械将重为100 N的物体提升到1 m高的过程中,所做的额外功为20 J。
(1)求小红所做的有用功。
(2)求小红所做的总功。
(3)求该机械的机械效率。
(1)求小红所做的有用功。
(2)求小红所做的总功。
(3)求该机械的机械效率。
答案
2.(1)$W_{有用}=Fs=Gh=100\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m} = 100\,\mathrm{J}$
(2)$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}=100\,\mathrm{J}+20\,\mathrm{J}=120\,\mathrm{J}$
(3)$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{100\,\mathrm{J}}{120\,\mathrm{J}} × 100\% = 83.3\%$
(2)$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}=100\,\mathrm{J}+20\,\mathrm{J}=120\,\mathrm{J}$
(3)$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{100\,\mathrm{J}}{120\,\mathrm{J}} × 100\% = 83.3\%$
3. 某小组在研究动滑轮的使用特点时,发现使用动滑轮有时可以省力,有时不能省力。为了探究上述问题,他们重新做了实验,分别测量了
滑轮和物体各自的重力,并将相关数据记录在了表格中。
表1 $G_{\mathrm{滑}}=2\mathrm{N}$

表2 $G_{\mathrm{滑}}=4\mathrm{N}$

(1)根据上述数据,请分别找出使用动滑轮时,“省力”“费力”以及“既不省力也不费力”所对应的条件。
(2)在滑轮重力不能忽略的情况下,请总结使用动滑轮所需拉力$F$与滑轮重力$G_{\mathrm{滑}}$、物体重力$G_{\mathrm{物}}$之间关系的表达式。
滑轮和物体各自的重力,并将相关数据记录在了表格中。
表1 $G_{\mathrm{滑}}=2\mathrm{N}$
表2 $G_{\mathrm{滑}}=4\mathrm{N}$
(1)根据上述数据,请分别找出使用动滑轮时,“省力”“费力”以及“既不省力也不费力”所对应的条件。
(2)在滑轮重力不能忽略的情况下,请总结使用动滑轮所需拉力$F$与滑轮重力$G_{\mathrm{滑}}$、物体重力$G_{\mathrm{物}}$之间关系的表达式。
答案
3.(1)当$G_{滑}<G_{物}$时,使用动滑轮省力;当$G_{滑}>G_{物}$时,使用动滑轮费力;当$G_{滑}=G_{物}$时,使用动滑轮既不省力也不费力。
(2)$F=\frac{G_{滑}+G_{物}}{2}$
(2)$F=\frac{G_{滑}+G_{物}}{2}$
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