Question

某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子自由端被拉下2m，在此过程中，不计摩擦和绳重，求：
（1）拉力F所做的功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中动滑轮的重．
（4）如果用此滑轮组以0.2m/s速度匀速提升800N的重物，拉力功率为多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知拉力和绳子自由端被拉下的距离，利用W=FS计算拉力做的功；
（2）已知承担物重的绳子的股数、物重和拉力，利用η=×100%=×100%计算滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重和摩擦，已知承担物重的绳子的股数、物重和拉力，利用F=（G+G）的变形G=Fn-G得到动滑轮重；
（4）已知动滑轮重和物重，利用F= （G+G）计算拉力，再利用P=Fv计算拉力的功率．
解答：解：
（1）拉力做的功为W_总=FS=300N×2m=600J；
（2）滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=×100%≈83%；
（3）动滑轮的重力为G=Fn-G=300N×2-500N=100N；
（4）当提起800N的重物时，所用拉力为F₂=×（800N+100N）=450N．
拉力功率P===Fv=450N×0.2m/s=90W．
答：（1）拉力做的功为600J；
（2）滑轮组的机械效率为83%；
（3）动滑轮的重力为100N；
（4）拉力功率为90W．
点评：在不计绳重和摩擦，动滑轮重力一定时，提起的物重越大，机械效率越高；此题中前后两次物重不同，机械效率是变化的．