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1.给住户装修房屋时,一工人站在地上用如图所示的滑轮组向四楼运送装修材料,工人用600N的力拉绳子,10秒钟绳子自由移动了1.5m,物体上升了0.5m,已知每个滑轮重30N,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg.
(1)画出油轮组的绕绳情况.
(2)人的拉力做功的功率是多少?
(3)被吊起重物的质量是多少?
(4)滑轮组的机械效率是多少?

分析 (1)已知绳子拉下的距离和物体上升的高度,可以得到作用在动滑轮上的绳子段数;
(2)先根据W=Fs求出拉力做功,已知做功所用的时间,最后利用公式P=$\frac{W}{t}$求出做功的功率;
(3)根据F=$\frac{1}{3}$(G+G)可求得被吊起重物的重力,然后再利用G=mg可求得被吊起重物的质量;
(4)根据(3)求得物体的重力,利用W=Gh可求得有用功,再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可求得滑轮组的机械效率.

解答 解:(1)作用在动滑轮上绳子段数是n=$\frac{s}{h}$=$\frac{1.5m}{0.5m}$=3,所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如下图:

(2)W=Fs=600N×1.5m=900J,
人的拉力做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{900J}{10s}$=90W,
(3)由F=$\frac{1}{3}$(G+G)可得,
600N=$\frac{1}{3}$(G+30N),解得G=1770N,
则被吊起重物的质量m=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{1770N}{10N/kg}$=177kg;
(4)W有用=Gh=1770N×0.5m=885J,
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{885J}{900J}$×100%≈98.3%.
答:(1)如图所示;
(2)人的拉力做功的功率是90W;
(3)被吊起重物的质量是177kg;
(4)滑轮组的机械效率是98.3%.

点评 此题属于力学综合题,考查了滑轮组的绕绳方法、功的计算、功率的计算、机械效率的计算以及重力与压力的关系,考查的知识点较多,并且非常重要,需要熟练掌握相应的公式或规律,根据需要灵活进行公式变形.

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