Question

如图所示的滑轮组，小刚用750N的拉力将重为l200N的物体在30s内匀速提高2m．（不考虑绳重及摩擦）．求
（1）拉力做功的功率？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）若用此滑轮组提升600N的重物，拉力是多少？

Answer 1

解：由图可知，n=2，则拉力移动的距离：s=2h=2×2m=4m．
（1）W_有用=Gh=1200N×2m=2400J；
W_总=Fs=750N×4m=3000J；
拉力做功功率：
P===100W；
（2）η=×100%=×100%=80%；
（3）∵不考虑绳重及摩擦，F=（G_物+G_轮），
即：750N=×（G_轮+1200N），
∴G_轮=300N，
当提升600N重物时，拉力：
F′=F=（G_物′+G_轮）=×（600N+300N）=450N．
答：（1）拉力做功的功率为100W；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）若用此滑轮组提升600N的重物，拉力是450N．
分析：由图可知，滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则s=2h．
（1）知道物体重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；
求出拉力移动的距离，又知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做功，又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功功率；
（2）上面求出了有用功和总功，利用η=求滑轮组的机械效率；
（3）不考虑绳重及摩擦，当提升1200N的物体时，用拉力为750N，利用F=（G_物+G_轮）求动滑轮重，再利用该公式求提升600N重物时的拉力．
点评：本题考查了使用滑轮组拉力的计算、机械效率的计算，根据题图确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=（G_轮+G_物）]是本题的关键．