Question

5．工人利用图中的滑轮组，10s内将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人对绳的拉力为600N，不计绳重和摩擦． 求：
（1）动滑轮的重力．
（2）滑轮组对重物所做的有用功．
（3）该滑轮组此时的机械效率．

Answer 1

分析 由图可知，承担物重的绳子股数n=2，则s=2h．
（1）不计绳重和摩擦，知道物重和拉力大小，根据F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）求动滑轮重；
（2）知道提升物体的高度和物重大小，利用W_有用=Gh求出使用滑轮组做的有用功；
（3）利用s=2h求出绳子自由端移动的距离，知道拉力大小，利用W_总=Fs求出总功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出该滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）因为不计绳重和摩擦，
所以，绳端的拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），
即：600N=$\frac{1}{2}$（900N+G_动），
则G_动=2×600N-900N=300N；
（2）使用滑轮组做的有用功：
W_有用=Gh=900N×0.5m=450J；
（3）由图可知，n=2，则绳端移动的距离s=2h=2×0.5m=1m，
使用滑轮组做的总功：
W_总=Fs=600N×1m=600J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{450J}{600J}$×100%=75%．
答：（1）动滑轮的重力为300N；
（2）滑轮组对重物所做的有用功为450J；
（3）该滑轮组此时的机械效率为75%．

点评 本题主要考查了学生对有用功、总功和滑轮组的机械效率的理解和掌握，属于常见题目，要求学生应熟练掌握．