Question

3．如图，工人利用滑轮组用200N的拉力将40Kg的物体向上匀速提升，物体上升2m的时间为5秒，不考虑绳重和摩擦，g=10N/Kg，求：
（1）物体的重力；
（2）有用功；
（3）总功；
（4）拉力的功率；
（5）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n=3，s=3h；
（1）知道物体的质量，利用G=mg求物体的重力；
（2）知物重和物体被提升高度，根据公式W_有用=Gh可计算出有用功；
（3）先根据s=3h求出拉力移动的距离，再利用W_总=Fs求总功；
（4）知道做功时间，利用功率公式求拉力的功率．
（5）求出了有用功、总功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）物体重力：
G=mg=40kg×10N/kg=400N；
（2）拉力所做的有用功：
W_有用=Gh=400N×2m=800J；
（3）根据图示可知s=3h=3×2m=6m，
拉力所做的总功：
W_总=Fs=200N×6m=1200J，
（4）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1200J}{5s}$=240W；
（5）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{800J}{1200J}$×100%≈66.7%．
答：（1）物体的重力为400N；
（2）有用功为800J；
（3）总功为1200J；
（4）拉力的功率为240W；
（5）滑轮组的机械效率为66.7%．

点评 本题考查了功、功率以及机械效率的计算，关键是由图得出n的值（直接从动滑轮上引出的绳子股数）．