Question

用如图所示滑轮组提升重物．人用50N的拉力F，15s内使重为90N的物体匀速上升了3m．不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮的重．
（2）人拉绳子做功的功率．
（3）滑轮组的机械效率．
（4）如果把重为110N的物体匀速提升3m，此时拉力做的功是多少．

Answer 1

解：（1）由题知，不计绳重和摩擦，
∵F=（G_轮+G_物）
即：50N=（G_轮+90N），
∴动滑轮的重：
G_轮=10N；
（2）拉力移动的距离：
s=2h=2×3m=6m，
拉力做功：
W_总=Fs=50N×6m=300J，
拉力做功功率：
P===20W；
（3）使用滑轮组做的有用功：
W_有=Gh=90N×3m=270J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=90%．
（4）如果把重为110N的物体匀速提升，
∵F′=（G_轮+G_物′）=（10N+110N）=60N，
拉力做功：
W_总′=F′s=60N×6m=360J．
答：（1）动滑轮重为10N；
（2）人拉绳子做功的功率为20W；
（3）滑轮组的机械效率为90%；
（4）如果把重为110N的物体匀速提升3m，此时拉力做的功是360J．
分析：由滑轮组的结构知道n=2，s=2h．
（1）不计绳重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F=（G_轮+G_物）求动滑轮的重；
（2）利用s=2h求出拉力移动的距离，知道拉力大小和运动时间，利用功率公式求解；
（3）利用W_有=Gh求有用功，利用W_总=Fs求总功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（4）利用F=（G_轮+G_物）求出把重为110N的物体匀速提升的拉力，再利用W=Fs求拉力做功．
点评：本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用，理解并求出有用功和总功、利用好F=（G_轮+G_物）是本题的关键．