Question

15．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，其中桶重20N．动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重；若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升2m，手拉绳子的力为80N，工人对桶做的功为40 J，滑轮组的机械效率为83.3%．

Answer 1

分析 （1）首先判断出承担总重绳子的段数n，根据s=nh求出泥桶上升高度；
（2）根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出拉力大小；
（3）根据W=G_桶h计算工人对桶做的功；
（4）根据W=Fs求出拉力做的总功；根据W_有=G_泥h求出有用功；最后根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出机械效率．

解答 解：（1）观察图可知，有三段绳子承担总重，所以s=3h，
泥桶上升高度：h=$\frac{1}{3}$s=$\frac{1}{3}$×6m=2m；
（2）手拉绳子的力：F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）=$\frac{1}{3}$×（220N+20N）=80N；
（3）工人对桶做的功：W=G_桶h=20N×2m=40J；
（4）拉力做的总功：W_总=Fs=80N×6m=480J；
有用功：W_有=G_泥h=（220N-20N）×2m=400J；
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{400J}{480J}$×100%≈83.3%．
故答案为：2；80；40；83.3%．

点评 此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点、功、功率、机械效率计算公式的理解和掌握，涉及知识点较多，难度不大．