Question

某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子自由端10s内被拉下2m，在此过程中，求：①拉力F所做的功；
②滑轮组的机械效率；
③滑轮组中动滑轮的重（不计摩擦和绳重）；
④拉力的功率．

Answer 1

【答案】分析：①已知拉力和绳子拉下的距离，利用公式W=Fs得到拉力做的总功；
②由图知，承担物重的绳子有2段，已知绳子拉下的长度，可以得到物体上升的高度；已知物重和上升高度，可以得到有用功；已知有用功和总功，利用机械效率计算公式得到滑轮组的机械效率；
③已知拉力、物重，不计摩擦和绳重，利用滑轮组特点得到动滑轮的重力；
④已知拉力做的功和所用时间，利用公式P=得到拉力的功率．
解答：已知：n=2  G=500N  F=300N  s=2m  t=10s
求：（1）W=？（2）η=？（3）G_动=？（4）P=？
解：
（1）拉力做的功为W=Fs=300N×2m=600J；
（2）物体上升的高度为h===1m，
拉力做的有用功为W_有用=Gh=500N×1m=500J，
滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈83%；
（3）∵F=（G+G_动），
∴动滑轮的重力为G_动=2F-G=2×300N-500N=100N；
（4）拉力的功率是P===60W．
答：
（1）拉力做的功为600J；
（2）滑轮组的机械效率为83%；
（3）动滑轮的重力为G_动=2F-G=2×300N-500N=100N；
（4）拉力的功率是60W．
点评：此题考查了滑轮组的特点、机械效率的计算和功率的计算，都是力学重要的规律，需要熟练掌握．