Question

13．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率．

Answer 1

分析 （1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出此滑轮组的机械效率；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力F的功率．

解答 解：
（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×1m=3m；
（2）有用功：W_有=Gh=900N×1m=900J，
总功：W_总=Fs=400N×3m=1200J，
此滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{900J}{1200J}$×100%=75%；
（3）拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1200J}{10s}$=120W．
答：（1）绳子自由端移动的距离为3m；
（2）此滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力F的功率为120W．

点评 本题考查了做功公式和功率公式、机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．