Question

【题目】一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重），站在地上将500N重的货物经过10s匀速提高4m，所用的拉力是300N，求：
（1）这个工人做功的功率是多少？
（2）此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？

Answer 1

【答案】解：（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物
工人做功W总=Fs=300N×2×4m=2400J
则P==240W；
（2）W有用=Gh=500N×4m=2000J
则η=×100%=×100%=83.3%
（3）不计绳重及摩擦，故有F=（G动+G物）
拉500N重物用的拉力为300N，则动滑轮重G动=2F﹣G物=2×300N﹣500N=100N
则拉800N重物时，拉力F=（G动+G′物）=×（100N+800N）=450N．
答：（1）工人做功的功率为240W；（2）机械效率为83.3%；（3）拉800N重物需用力450N．
【解析】解答本题关键是要了解：
（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物，故S=2h=8m．再由W=FS求出工人做的功，最后由P=求出功率．
（2）工人做的功为总功，重物被拉升为有用功．即W总=FS，W有用=Gh，再由η=求出机械效率，
（3）先由拉400N重物用的拉力为250N，根据F=（G动+G物）算出动滑轮重．再根据此公式算出拉800N重物需多大拉力．
【考点精析】认真审题，首先需要了解滑轮（组）的机械效率(关于滑轮组机械效率的计算：W有用 = G·h；W总 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W总 （2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF))．