Question

5．如图所示每个滑轮均重10N，10s内被提升的物体重为110N，不计摩擦等阻力，求：
（1）拉力F为多少？
（2）若物体被匀速向上提升了2m，则力F所做的有用功和总功分别为多少？
（3）该滑轮组的机械效率为多大？
（4）拉力的功率是多大？

Answer 1

分析 （1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，不计摩擦等阻力，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出拉力的大小；
（2）根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功；
（3）知道有用功和总功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出该滑轮组的机械效率；
（4）知道拉力做的功和做功时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：（1）由图可知，n=3，不计摩擦等阻力，
则拉力：F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）=$\frac{1}{3}$（110N+10N）=40N；
（2）若物体被匀速向上提升了2m，则绳端移动的距离：
s=nh=3×2m=6m，
力F所做的有用功：
W_有=Gh=110N×2m=220J，
力F所做的总功：
W_总=Fs=40N×6m=240J；
（3）该滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{220J}{240J}$×100%≈91.7%；
（4）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{240J}{10s}$=24W．
答：（1）拉力F为40N；
（2）若物体被匀速向上提升了2m，则力F所做的有用功为220J，总功为240J；
（3）该滑轮组的机械效率为91.7%；
（4）拉力的功率是24W．

点评 本题考查了滑轮组绳子拉力和功、功率、机械效率的计算，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．