Question

如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重和摩擦）．
（1）对重物做的有用功是多少？
（2）动滑轮重为多少？
（3）人拉绳子做功的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

解：
（1）W_有用=Gh=400N×2m=800J
（2）由图知，n=2，
∵不计绳重和摩擦，
∴F=（G_物+G_轮）
∴G_动=2F-G_物=2×250N-400N=100N；
（3）s=2h=2×2m=4m
W_总=Fs=250N×4m=1000J，
P===200W；
（4）η==×100%=80%．
答：（1）对重物做的有用功是800J；
（2）动滑轮重为100N；
（3）人拉绳子做功的功率是200W；
（4）滑轮组的机械效率是80%．
分析：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2．
（1）知道物体重和上升的高度，利用功的公式W=Gh计算有用功；
（2）不计绳重和摩擦，知道物重和拉力，利用F=（G_物+G_轮）求动滑轮重；
（3）知道物体的匀速上升高度，而s=nh，又知道拉力大小，根据功的公式和功率公式求人拉绳做功的功率；
（4）再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率．
点评：本题综合考查了有用功、总功的计算、功率的计算、机械效率的计算，确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数），利用好s=nh是本题的突破口．