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一、知识梳理
1.杠杆
(1)杠杆是指在力的作用下能绕固定点转动的硬棒.
(2)杠杆平衡条件中的动力与动力臂的乘积不是动力和动力作用点移动距离的乘积,后者是做功的概念,是功的原理中所要讨论的问题.
(3)在分析杠杆的受力情况时,重要的是找到作用在杠杆上的力,并判明这若干力对杠杆所能产生的实际转动效果.
2.滑轮
(1)滑轮:周边有小槽,能绕固定在框架上的轴转动的轮子.
(2)滑轮分类:同一个滑轮,应用在不同场合时,所表现出来的特点也不同.按其作用不同,我们分别称之为定滑轮和动滑轮,如图1所示,甲为定滑轮,乙为动滑轮.
(3)定滑轮的特点
① 定滑轮工作时,轴和框架固定不动,只有轮绕轴转动.(G被提升时,滑轮整体不运动).
② 定滑轮实质是一个等臂杠杆.其杠杆示意图如图2(甲)所示.
③ 由杠杆原理可知,使用定滑轮不能省力,但可以改变用力的方向.
(4)动滑轮的特点
① 动滑轮工作时,轮绕轴线转动,同时,轴线和框架一起随物体的移动而移动.
② 动滑轮的实质是—个动力臂为阻力臂二倍的杠杆.其杠杆示意图如图2(乙)所示.由图可知,动滑轮和定滑轮的支点位置不同,这一点应特别注意.
③ 由动滑轮的实质可知,使用动滑轮可以省力一半,但多费距离,且不能改变用力的方向.
(5)滑轮组
(1)滑轮组:由若干个定滑轮、动滑轮和绳子所组成的装置.
(2)使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体和动滑轮,提起物体所用的力就是物重的几分之一(在不考虑摩擦的理想情况下).
3.功
(1)在物理学中,作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过一段距离,这个力就对物体做了功.
(2)做功的两个必要因素是:一是作用在物体上的力F;二是物体在力的方向中移动一段距离s.
(3)公式:W=Fs.
注意:
① 在公式W=Fs中,F是作用在物体上的力,s是物体在力的方向上移动的距离;力的单位要用牛顿(N),距离的单位要用米(m).
② 公式W=Fs只适用于恒力做功,恒力即力的大小和方向都不能变.
③ 求功时,一定要明确是哪个力对哪个物体做了功,或者物体克服了哪个力做了功.
④ 功的单位:焦耳(J).
4.功率
(1)功率的定义:单位时间里完成的功,叫做功率.功率是描述做功快慢的物理量.
(2)功率的定义式:如果在时间t内完成的功为W,则功率
P=■
(3)功率的单位是焦/秒,符号为J/s,或者是瓦特,符号为W.
5.机械效率
(1)为实现某种目的(如将重为G的物体搬上h高的地方)而对物体所做的功(Gh),称为有用功.
(2)在通过机械对物体做功的过程中,常常还须克服机械的摩擦、机械的自重等因素做功,这部分功有时是我们不需要但又不得不做的功,所以称为额外功.
(3)有用功和额外功的总和,称为总功.
(4)机械效率是表示通过机械对物体做功有效程度的物理量.效率越高,所做总功中有用功的比例就越大.
(5)在物理学中,将有用功跟总功的比值称为机械效率.
(6)用公式表示为
η=■×100%或η=■×100%
(7)机械效率的高低,反映了机械的性能,但机械效率与机械功率没有必然联系,效率高的机械不一定功率大.
二、重、难点剖析
1.正确理解力臂的概念
力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对杠杆的转动效果不仅与力的大小有关,还与支点到作用线的垂直距离有关.支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.力的大小相同时,力臂是影响杠杆转动的物理量.
如图3甲所示,若分别在杠杆的A点和B点作用竖直向上的力F1和F2,使杠杆缓缓绕O点转动,当然用力F2较小,因为F2的力臂较大.
如图3乙中,若先后在杠杆同一点A作用垂直于杠杆的力F1和斜向下的力F2,使杠杆缓缓绕O转动,我们发现用力F1较小,原因同样在于F1的力臂较大.
应用中必须留心力臂的画法.千万不要把转动轴到力作用点的连线误认为是力臂.
图3乙中我们还可以看到,若作用点不变,力的方向发生改变,那么力臂也会随着改变,F1的力臂是l1,F2的力臂是l2,而且力臂不一定在杠杆上(如l2).
2.对杠杆平衡的正确理解
杠杆平衡:杠杆保持静止或匀速转动状态.
(1)平衡条件(杠杆原理):动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
(2)关系式:F1l1 = F2l2.
当F1l1≠F2l2时,杠杆向F×l大的一边偏.
(3)完成杠杆平衡条件实验时:调节杠杆在水平位置平衡是为了可以直接从杠杆上读出力臂,让杠杆的重力的作用线经过支点.当改用弹簧秤使杠杆平衡时,如弹簧秤由竖直向上拉改为倾斜向上拉时由于力臂变小,拉力要变大.
(4)利用杠杆原理解计算题时,应首先判断杠杆是否平衡,即是否处于静止状态或匀速转动状态,再找出对应的力和力臂,代入公式F1l1= F2l2 进行计算.
注意:公式两边单位要一致.
如果杠杆受多个力平衡时,如图所示,应首先判断力使杠杆的旋转方向,再分类组合计算:图4中F1和F5使杠杆顺时针方向转动,而F2、F3和F4使杠杆逆时针方向转动,代入公式F1l1+F5l5=F2l2+F3l3+F4l4
3.杠杆的分类
4.怎样判断滑轮组的用力情况
使用滑轮组提重物时,若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重,则重物和动滑轮由几段绳子承担,提起重物的力就等于总重量的几分之一,即F=■.因此判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重.
(1)“几段绳子吊着物体和动滑轮”,实质上是看“重物和动滑轮共同由几段绳子承担”,绳子的段数包括拴在动滑轮框架上的和最后从动滑轮引出的拉绳.而跨过定滑轮的绳子,包括最后从定滑轮引出的拉绳,都不得计入绳子段数.
(2)事实上,使用滑轮组时,重物和动滑轮由几段绳子承担,作用在绳子末端的拉力就是重物和动滑轮总重的几分之一.若设绳子段数为n,绳端拉力F=■(G物+G动),若动滑轮重不计,则F= ■G物.
(3)“提起物体所用的力”实质上是“作用在绳子末端(自由端)的拉力”.
(4)要严格区别“用力”和“省力”.
(5)除了(1)中所讲数绳子段数的方法外,也可以用“隔离法”——即假想把定滑轮和动滑轮从中间隔断,再看隔离后,留在动滑轮上有几个线头,有几个线头,就有几段绳子.如图5所示,n=5.
5.正确理解功的原理
功的原理:外力对机械做的功W1等于机械克服所有阻力做的功W2.注意:W2不只是机械对物体做的功,它还包括克服机械本身重力、机械间的阻力等因素做的功.例如在解决斜面问题时,根据W1 =W2,如图6中的图A与图B,根据功和能的关系,有如下两种情形:
(1)当斜面光滑时,拉力F所做的功就是用来增加物体的重力势能的,即:
Fs=Gh=mgh
(2)当斜面不光滑(即粗糙)时,拉力F所做的功有两个方面的贡献:一是用来增加物体的重力势能;二是用来克服摩擦力做功而转化成内能,即:
Fs=Gh+fs=mgh+fs
上述两式是针对物体匀速向上运动时而提出来的,如果不是匀速向上运动,则还会有动能的介入,问题就更加复杂了.
6.正确理解功率的概念
功率是表示物体做功快慢的物理量.功率和功是两个不同的概念,做功多,不一定做功快;反之,做功快不一定做功多.功率大,表示单位时间内做功多.功率是由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定的.从公式P=■可知,相同的时间内做功多的,功率大;做相同的功,所用时间少的,功率大.
∵W=F·s ∴P=■=■=F·v
物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积.
在功率P一定时,力F与速度v成反比.当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力.
三、易错点扫描
1.如何准确地画出力臂?
正确地作出动力臂和阻力臂是分析杠杆问题的关键,很多同学把支点到力的作用点的距离当成力臂,造成错误的结果.画力臂的步骤是:
(1)找准并画出支点位置,标上字母O;
(2)画出动力作用点和动力,阻力作用点和阻力,分别用F1和F2表示;
(3)画力的作用线(即沿力的正方向或反方向用虚线画延长线);
(4)按照数学里作出点到直线距离的办法,作出支点到力的作用线的虚垂线,该虚垂线的长就是该力的力臂;
(5)画上大括号,标上力臂符号l1和l2.
2.有力但不一定做功
W=Fs的三种不做功情形:
(1)一个力F作用在物体上,物体未动,s=0,这个力就没有对物体做功.
(2)一个物体没有受到力的作用,F=0,虽然物体也移动了距离,但仍没有做功.
(3)一个物体受到力F,且移动了一段距离,但物体没有沿这个力F的方向移动距离,则s仍然为0,这个力F也没有做功(即F、s垂直时不做功).
例如,一个物体沿着水平面运动,物体受到的重力和支持力都没有做功,这是因为,重力和支持力都在竖直方向,物体虽然在水平方向上通过了距离,但在竖直方向上没有移动距离,所以重力和支持力对这个物体都没有做功.
3.正确理解有用功与总功
在处理有关机械效率问题时,对有用功的理解非常重要.有用功包括:① 机械克服有用阻力所做的功;② 机械输出功;③ 人们不用机械直接用手做的功.
总功的含义是:① 动力对机械做的功;② 有用功和额外功的总和;③ 输入总功.
四、典型例题
例1如图7所示,画出下列图中所示的杠杆(支点为O)的力臂.
解析力臂是指从支点到力的作用线的距离,但很多同学把支点到力的作用点的距离当成力臂,造成错误的结果.
答案如图8所示.
例2 有一个结构不明的滑轮组,只知道拉力F向下拉绳子时,每拉下12m,重物就上升3m.若拉力F=400N,重物为多重,试画出滑轮的结构图.
解析对于滑轮组的问题,要弄清:(1)绳端移动的距离s与重物上升的距离h、绳子的段数n之间的关系是s=nh;(2)判断滑轮组绕绳的段数的方法,用一条虚线把动滑轮组和定滑轮“切割”开,再数直接与动滑轮组相连的“绳子段”有几(n)个,就有几(n)段绳; (3)滑轮组上的绳的绕法有两种:一是将绳的一端固定在动滑轮的钩上,拉力方向向上.二是将绳的一端固定在定滑轮的钩上,拉力方向向下.
s=nh,
n=■=■=4(段)
F=■G,
G=nF=4×400N=1600N.
答案滑轮组的结构如图11所示.
例3山间公路往往环绕山坡,盘山而上,这样可以使上山的汽车( ).
A.提高功率
B.提高机械效率
C.减小所需的牵引力
D.减小所需的功
解析汽车环绕山坡,做的功是一定的,为Gh,但所用时间变长,功率降低,故不选A;本题中无法知道有用功与总功,机械效率不可求,故不选B;任何机械不省功,故不选D.当做功一定时,汽车环绕山坡可增加距离,可以减小所需的牵引力.
答案C.
例4用如图12所示的滑轮组提起重物,(不计绳重和摩擦)
(1)当物重为240N时,滑轮组的机械效率为80%,则绳端拉力为多少牛?
(2)当被提物体重400N,重物被提升2m时,则绳端拉力所做的功为多少焦?
解析同一机械的机械效率并不是固定不变的,如:在用同一滑轮组提升不同重物时,机械效率会随重物重力的改变而变化.因为
η=■×100%=■×100%
=■×100%,
所以由上式可知,对于同一滑轮组,当重物的重力增大时,W有用增大,η变大.
答案(1)设重物在拉力F作用下上升h,
因η=■×100%=■=■,
则F=■=■=60N.
(2)由(1)解得F=■,则动滑轮重为G动=5F-G=5×60N-240N=60N.
又由拉力所做的功即为总功可得:W拉
=W总=W有用+W额外=400N×2m +60N×2m=920J.
当然由上述数据也可以算出此时机械的机械效率η′=■×100%=■
×100%=87%>80%.这就可以说明使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高.
1.杠杆
(1)杠杆是指在力的作用下能绕固定点转动的硬棒.
(2)杠杆平衡条件中的动力与动力臂的乘积不是动力和动力作用点移动距离的乘积,后者是做功的概念,是功的原理中所要讨论的问题.
(3)在分析杠杆的受力情况时,重要的是找到作用在杠杆上的力,并判明这若干力对杠杆所能产生的实际转动效果.
2.滑轮
(1)滑轮:周边有小槽,能绕固定在框架上的轴转动的轮子.
(2)滑轮分类:同一个滑轮,应用在不同场合时,所表现出来的特点也不同.按其作用不同,我们分别称之为定滑轮和动滑轮,如图1所示,甲为定滑轮,乙为动滑轮.
(3)定滑轮的特点
① 定滑轮工作时,轴和框架固定不动,只有轮绕轴转动.(G被提升时,滑轮整体不运动).
② 定滑轮实质是一个等臂杠杆.其杠杆示意图如图2(甲)所示.
③ 由杠杆原理可知,使用定滑轮不能省力,但可以改变用力的方向.
(4)动滑轮的特点
① 动滑轮工作时,轮绕轴线转动,同时,轴线和框架一起随物体的移动而移动.
② 动滑轮的实质是—个动力臂为阻力臂二倍的杠杆.其杠杆示意图如图2(乙)所示.由图可知,动滑轮和定滑轮的支点位置不同,这一点应特别注意.
③ 由动滑轮的实质可知,使用动滑轮可以省力一半,但多费距离,且不能改变用力的方向.
(5)滑轮组
(1)滑轮组:由若干个定滑轮、动滑轮和绳子所组成的装置.
(2)使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体和动滑轮,提起物体所用的力就是物重的几分之一(在不考虑摩擦的理想情况下).
3.功
(1)在物理学中,作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过一段距离,这个力就对物体做了功.
(2)做功的两个必要因素是:一是作用在物体上的力F;二是物体在力的方向中移动一段距离s.
(3)公式:W=Fs.
注意:
① 在公式W=Fs中,F是作用在物体上的力,s是物体在力的方向上移动的距离;力的单位要用牛顿(N),距离的单位要用米(m).
② 公式W=Fs只适用于恒力做功,恒力即力的大小和方向都不能变.
③ 求功时,一定要明确是哪个力对哪个物体做了功,或者物体克服了哪个力做了功.
④ 功的单位:焦耳(J).
4.功率
(1)功率的定义:单位时间里完成的功,叫做功率.功率是描述做功快慢的物理量.
(2)功率的定义式:如果在时间t内完成的功为W,则功率
P=■
(3)功率的单位是焦/秒,符号为J/s,或者是瓦特,符号为W.
5.机械效率
(1)为实现某种目的(如将重为G的物体搬上h高的地方)而对物体所做的功(Gh),称为有用功.
(2)在通过机械对物体做功的过程中,常常还须克服机械的摩擦、机械的自重等因素做功,这部分功有时是我们不需要但又不得不做的功,所以称为额外功.
(3)有用功和额外功的总和,称为总功.
(4)机械效率是表示通过机械对物体做功有效程度的物理量.效率越高,所做总功中有用功的比例就越大.
(5)在物理学中,将有用功跟总功的比值称为机械效率.
(6)用公式表示为
η=■×100%或η=■×100%
(7)机械效率的高低,反映了机械的性能,但机械效率与机械功率没有必然联系,效率高的机械不一定功率大.
二、重、难点剖析
1.正确理解力臂的概念
力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对杠杆的转动效果不仅与力的大小有关,还与支点到作用线的垂直距离有关.支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.力的大小相同时,力臂是影响杠杆转动的物理量.
如图3甲所示,若分别在杠杆的A点和B点作用竖直向上的力F1和F2,使杠杆缓缓绕O点转动,当然用力F2较小,因为F2的力臂较大.
如图3乙中,若先后在杠杆同一点A作用垂直于杠杆的力F1和斜向下的力F2,使杠杆缓缓绕O转动,我们发现用力F1较小,原因同样在于F1的力臂较大.
应用中必须留心力臂的画法.千万不要把转动轴到力作用点的连线误认为是力臂.
图3乙中我们还可以看到,若作用点不变,力的方向发生改变,那么力臂也会随着改变,F1的力臂是l1,F2的力臂是l2,而且力臂不一定在杠杆上(如l2).
2.对杠杆平衡的正确理解
杠杆平衡:杠杆保持静止或匀速转动状态.
(1)平衡条件(杠杆原理):动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
(2)关系式:F1l1 = F2l2.
当F1l1≠F2l2时,杠杆向F×l大的一边偏.
(3)完成杠杆平衡条件实验时:调节杠杆在水平位置平衡是为了可以直接从杠杆上读出力臂,让杠杆的重力的作用线经过支点.当改用弹簧秤使杠杆平衡时,如弹簧秤由竖直向上拉改为倾斜向上拉时由于力臂变小,拉力要变大.
(4)利用杠杆原理解计算题时,应首先判断杠杆是否平衡,即是否处于静止状态或匀速转动状态,再找出对应的力和力臂,代入公式F1l1= F2l2 进行计算.
注意:公式两边单位要一致.
如果杠杆受多个力平衡时,如图所示,应首先判断力使杠杆的旋转方向,再分类组合计算:图4中F1和F5使杠杆顺时针方向转动,而F2、F3和F4使杠杆逆时针方向转动,代入公式F1l1+F5l5=F2l2+F3l3+F4l4
3.杠杆的分类
4.怎样判断滑轮组的用力情况
使用滑轮组提重物时,若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重,则重物和动滑轮由几段绳子承担,提起重物的力就等于总重量的几分之一,即F=■.因此判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重.
(1)“几段绳子吊着物体和动滑轮”,实质上是看“重物和动滑轮共同由几段绳子承担”,绳子的段数包括拴在动滑轮框架上的和最后从动滑轮引出的拉绳.而跨过定滑轮的绳子,包括最后从定滑轮引出的拉绳,都不得计入绳子段数.
(2)事实上,使用滑轮组时,重物和动滑轮由几段绳子承担,作用在绳子末端的拉力就是重物和动滑轮总重的几分之一.若设绳子段数为n,绳端拉力F=■(G物+G动),若动滑轮重不计,则F= ■G物.
(3)“提起物体所用的力”实质上是“作用在绳子末端(自由端)的拉力”.
(4)要严格区别“用力”和“省力”.
(5)除了(1)中所讲数绳子段数的方法外,也可以用“隔离法”——即假想把定滑轮和动滑轮从中间隔断,再看隔离后,留在动滑轮上有几个线头,有几个线头,就有几段绳子.如图5所示,n=5.
5.正确理解功的原理
功的原理:外力对机械做的功W1等于机械克服所有阻力做的功W2.注意:W2不只是机械对物体做的功,它还包括克服机械本身重力、机械间的阻力等因素做的功.例如在解决斜面问题时,根据W1 =W2,如图6中的图A与图B,根据功和能的关系,有如下两种情形:
(1)当斜面光滑时,拉力F所做的功就是用来增加物体的重力势能的,即:
Fs=Gh=mgh
(2)当斜面不光滑(即粗糙)时,拉力F所做的功有两个方面的贡献:一是用来增加物体的重力势能;二是用来克服摩擦力做功而转化成内能,即:
Fs=Gh+fs=mgh+fs
上述两式是针对物体匀速向上运动时而提出来的,如果不是匀速向上运动,则还会有动能的介入,问题就更加复杂了.
6.正确理解功率的概念
功率是表示物体做功快慢的物理量.功率和功是两个不同的概念,做功多,不一定做功快;反之,做功快不一定做功多.功率大,表示单位时间内做功多.功率是由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定的.从公式P=■可知,相同的时间内做功多的,功率大;做相同的功,所用时间少的,功率大.
∵W=F·s ∴P=■=■=F·v
物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积.
在功率P一定时,力F与速度v成反比.当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力.
三、易错点扫描
1.如何准确地画出力臂?
正确地作出动力臂和阻力臂是分析杠杆问题的关键,很多同学把支点到力的作用点的距离当成力臂,造成错误的结果.画力臂的步骤是:
(1)找准并画出支点位置,标上字母O;
(2)画出动力作用点和动力,阻力作用点和阻力,分别用F1和F2表示;
(3)画力的作用线(即沿力的正方向或反方向用虚线画延长线);
(4)按照数学里作出点到直线距离的办法,作出支点到力的作用线的虚垂线,该虚垂线的长就是该力的力臂;
(5)画上大括号,标上力臂符号l1和l2.
2.有力但不一定做功
W=Fs的三种不做功情形:
(1)一个力F作用在物体上,物体未动,s=0,这个力就没有对物体做功.
(2)一个物体没有受到力的作用,F=0,虽然物体也移动了距离,但仍没有做功.
(3)一个物体受到力F,且移动了一段距离,但物体没有沿这个力F的方向移动距离,则s仍然为0,这个力F也没有做功(即F、s垂直时不做功).
例如,一个物体沿着水平面运动,物体受到的重力和支持力都没有做功,这是因为,重力和支持力都在竖直方向,物体虽然在水平方向上通过了距离,但在竖直方向上没有移动距离,所以重力和支持力对这个物体都没有做功.
3.正确理解有用功与总功
在处理有关机械效率问题时,对有用功的理解非常重要.有用功包括:① 机械克服有用阻力所做的功;② 机械输出功;③ 人们不用机械直接用手做的功.
总功的含义是:① 动力对机械做的功;② 有用功和额外功的总和;③ 输入总功.
四、典型例题
例1如图7所示,画出下列图中所示的杠杆(支点为O)的力臂.
解析力臂是指从支点到力的作用线的距离,但很多同学把支点到力的作用点的距离当成力臂,造成错误的结果.
答案如图8所示.
例2 有一个结构不明的滑轮组,只知道拉力F向下拉绳子时,每拉下12m,重物就上升3m.若拉力F=400N,重物为多重,试画出滑轮的结构图.
解析对于滑轮组的问题,要弄清:(1)绳端移动的距离s与重物上升的距离h、绳子的段数n之间的关系是s=nh;(2)判断滑轮组绕绳的段数的方法,用一条虚线把动滑轮组和定滑轮“切割”开,再数直接与动滑轮组相连的“绳子段”有几(n)个,就有几(n)段绳; (3)滑轮组上的绳的绕法有两种:一是将绳的一端固定在动滑轮的钩上,拉力方向向上.二是将绳的一端固定在定滑轮的钩上,拉力方向向下.
s=nh,
n=■=■=4(段)
F=■G,
G=nF=4×400N=1600N.
答案滑轮组的结构如图11所示.
例3山间公路往往环绕山坡,盘山而上,这样可以使上山的汽车( ).
A.提高功率
B.提高机械效率
C.减小所需的牵引力
D.减小所需的功
解析汽车环绕山坡,做的功是一定的,为Gh,但所用时间变长,功率降低,故不选A;本题中无法知道有用功与总功,机械效率不可求,故不选B;任何机械不省功,故不选D.当做功一定时,汽车环绕山坡可增加距离,可以减小所需的牵引力.
答案C.
例4用如图12所示的滑轮组提起重物,(不计绳重和摩擦)
(1)当物重为240N时,滑轮组的机械效率为80%,则绳端拉力为多少牛?
(2)当被提物体重400N,重物被提升2m时,则绳端拉力所做的功为多少焦?
解析同一机械的机械效率并不是固定不变的,如:在用同一滑轮组提升不同重物时,机械效率会随重物重力的改变而变化.因为
η=■×100%=■×100%
=■×100%,
所以由上式可知,对于同一滑轮组,当重物的重力增大时,W有用增大,η变大.
答案(1)设重物在拉力F作用下上升h,
因η=■×100%=■=■,
则F=■=■=60N.
(2)由(1)解得F=■,则动滑轮重为G动=5F-G=5×60N-240N=60N.
又由拉力所做的功即为总功可得:W拉
=W总=W有用+W额外=400N×2m +60N×2m=920J.
当然由上述数据也可以算出此时机械的机械效率η′=■×100%=■
×100%=87%>80%.这就可以说明使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高.