Question

（2003?桂林）一个工人用图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力600N，绳子自由端4秒内拉下4m，不考虑绳重和摩擦，求：
（1）有用功和总功率；
（2）机械效率；
（3）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少？

Answer 1

分析：由图可知，承担物重的绳子股数n=4，重物被提升h，则拉力端移动的距离s=4h；
（1）知道物重G和升高的高度h，利用W=Gh求出有用功；知道拉力大小，求出拉力端移动的距离，利用W=Fs求总功，又知道所用时间，利用功率公式求总功率．
（2）根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）总功减去有用功为额外功，不计绳重和摩擦力时，额外功为克服动滑轮的重力所做的功，根据W=Gh求出动滑轮的重力，利用F=

1

4

（G_物+G_动）求出提升3200N重物时的拉力．

解答：解：由图可知，n=4，s=4h=4m，h=1m；
（1）有用功：
W_有=Gh=2000N×1m=2000J，
总功：
W_总=Fs=600N×4m=2400J，
总功率：
P_总=

W总

t

=

2400J

4s

=600W；
（2）机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

2000J

2400J

×100%=83.3%；
（3）滑轮组所做的额外功，
W_额=W_总-W_有=2400N-2000J=400J，
∵不计绳重和摩擦力，
∴根据W=Gh可得，动滑轮的重力：
G_动=

W额

h

=

400J

1m

=400N，
用此滑轮组将重3200N的物体竖直向上匀速提升3m时，拉力的大小：
F′=

1

n

（G′+G_动）=

1

4

（3200N+400N）=900N．
答：（1）有用功为2000J，总功率为；
（2）机械效率为600W；
（3）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为900N．

点评：本题考查了使用滑轮组拉力的计算，有用功、总功、功率、机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=

1

n

（G_物+G_轮）]是本题的关键．