Question

用如图所示的滑轮组提升重50N的物体，每个滑轮重10N，绳头匀速上升的距离是6m，绳重、摩擦不计．求：
（1）绳子自由端的拉力是多大？
（2）有用功是多大？
（3）总功是多大？
（4）滑轮组机械效率是多大？

Answer 1

解：（1）绳子自由端的拉力F===20N；
（2）物体上升的距离h===2m；
有用功W_有用=Gh=50N×2m=100J；
（3）总功W_总=FS=20N×6m=120J；
（4）机械效率η==×100%≈83.3%．
答：（1）绳子自由端的拉力是20N；
（2）有用功是100J；
（3）总功是120J；
（4）滑轮组机械效率是83.3%．
分析：（1）已知物体的重力和动滑轮的重力，还知道动滑轮上绳子的段数，可求拉力的大小；
（2）已知绳头匀速上升的距离，还知道绳子的段数n=3，可求物体上升的距离，根据公式W=Gh可求有用功的大小；
（3）已知拉力的大小和绳头匀速上升的距离，根据公式W=FS可求总功；
（4）已知有用功和总功的大小，根据公式η=可求机械效率的大小．
点评：本题考查拉力、有用功、总功、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用，难点是对动滑轮上绳子段数的判断．