Question

一名工人用如图所示的滑轮组提起480N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m．求：
（1）工人做的额外功；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率．

Answer 1

分析：由图知，承担物重的绳子股数n=3，利用s=3h求绳子自由端移动的距离；知道重物重和上升的高度，利用W=Gh求有用功；求出了绳子自由端移动的距离s，知道拉力大小，利用W=Fs求总功．
（1）则额外功就等于总功减去有用功；
（2）再利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（3）求出了拉力做功，知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率．

解答：解：绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m；
W_有用=Gh=450N×1m=450J；
W_总=FS=200N×3m=600J，
（1）W_额外=W_总-W_有用=600J-450J=150J；
（2）滑轮组的机械效率η=

W有用

W总

=

450J

600J

=75%；
（3）拉力做功的功率P=

W总

t

=

600J

5s

=120W．
答：（1）工人做的额外功为150J；
（2）该滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力的功率为120W．

点评：本题考查了使用滑轮组有用功、总功、额外功和机械效率、功率的计算，确定承担物重的绳子股数n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的关键．