Question

如图所示，用一动滑轮将一桶水提高4cm，若G水=200N，G桶=300N，G动滑轮=20N，不计摩擦与绳重，求：
（1）拉力F做的有用功；
（2）拉力F做的额外功；
（3）拉力F的大小；
（4）此装置的机械效率．

Answer 1

（1）拉力F对水所做的功为有用功
W_有用=G_水h=200N×0.04m=8J
（2）不计摩擦与绳重，拉力F对水桶、动滑轮所做的功为额外功
W_额外=（G_桶+G_动）h=（300N+20N）×0.04m=12.8J
（3）拉力F所做功，W_总=W_有用+W_额外=8J+12.8J=20.8J
绳自由端移动距离S=2h=2×0.04m=0.08m
由总功W_总=FS，可得F=

W总

S

=

20.8J

0.08m

=260N
（4）∵W有用=8J　　　W总=20.8J
∴η=

W有用

W总

×100%=

8J

20.8J

×100%≈38.5%
答：（1）拉力F做的有用功为8J；（2）拉力F做的额外功为12.8J；（3）拉力F的大小为260N；（4）此装置的机械效率约为38.5%．