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16.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体,在绳子自由端移动6m的过程中,拉力F做的功为150J,所用时间为5s.求:
(1)拉力F做功的功率.
(2)滑轮组的机械效率.
(3)若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%,则动滑轮的重力多大?

分析 (1)已知拉力做的功和所用时间,利用公式P=$\frac{W}{t}$得到拉力的功率.
(2)由图知,承担物重的绳子有3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)已知克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%,可求出克服动滑轮重力做的功,利用滑轮组特点得到动滑轮的重力.

解答 解:
(1)拉力F做的功为W=150J,
则拉力F做功的功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{150J}{5s}$=30W;
(2)由图可知n=3,
则物体上升的高度为:h=$\frac{s}{3}$=$\frac{6m}{3}$=2m,
做的有用功为:W有用=Gh=60N×2m=120J,
滑轮组的机械效率为:
η=$\frac{{W}_{有用}}{W}$×100%=$\frac{120J}{150J}$×100%=80%;
(3)克服动滑轮重力做的功:
W=(1-80%-2%)×W=18%×150J=27J,
由W=Gh可得,动滑轮的重力:
G=$\frac{{W}_{动}}{h}$=$\frac{27J}{2m}$=13.5N.
答:(1)拉力的功率是30W;
(2)滑轮组的机械效率为80%;
(3)动滑轮的重力为13.5N.

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.

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