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2.如图物体重300N,动滑轮总重100N,不计摩擦和绳重,在力F作用下物体5s内匀速上升5米.求:
(1)拉力F;
(2)拉力F做的总功;
(3)该滑轮的机械效率;
(4)拉力F的功率.

分析 由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n,则拉力端移动的距离s=nh.
(1)由于不计摩擦和绳重,拉力F=$\frac{1}{4}$(G+G);
(2)利用W=Fs求拉力F做的总功;
(3)利用W=Gh求拉力做的有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率;
(4)利用P=$\frac{{W}_{总}}{t}$求拉力F的功率.

解答 解:
由图知,n=4,则s=4h=4×5m=20m,
(1)由于不计摩擦和绳重,拉力:
F=$\frac{1}{4}$(G+G)=$\frac{1}{4}$(300N+100N)=100N;
(2)拉力F做的总功:
W=Fs=100N×20m=2000J;
(3)拉力做的有用功:
W=Gh=300N×5m=1500J;
滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1500J}{2000J}$×100%=75%;
(4)拉力F的功率:
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2000J}{5s}$=400W.
答:(1)拉力F为100N;
(2)拉力F做的总功为2000J;
(3)该滑轮的机械效率为75%;
(4)拉力F的功率为400W.

点评 本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率和功率的计算,知道使用滑轮组时n的值,利用好s=nh是本题的突破口,区分有用功和总功(从我们做功的目的出发,对我们有用的为有用功)是本题的关键.

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