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【题目】新农村建设中,某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体,物体上升了2m,用时20s,绳子末端的拉力为750N,不计绳重和摩擦力,求:

(1)工人做的有用功是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)工人做功的功率是多少?
(4)动滑轮的总重力是多少N?

【答案】
(1)解使用滑轮组做的有用功:

W有用=Gh=2700N×2m=5400J

答:工人做的有用功是5400J;


(2)解由图可知,承担物重的绳子股数n=4,则s=4h,

使用滑轮组做的总功:W=Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J,

滑轮组的机械效率:

η= ×100%= ×100%=90%

答:该滑轮组的机械效率是90%;


(3)解工人做功的功率可以根据P= = =270W

答:工人做功的功率是270W


(4)解不计绳重和摩擦力,

绳子自由端拉力:F= (G+G),

即:750N= (2700N+G),

解得:G=300N.

答:动滑轮的总重力是300N


【解析】由图可知,承担物重的绳子股数n=4,则s=4h.(1)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;(2)利用s=4h求出绳子自由端移动的距离,知道拉力大小,利用W=Fs求出总功,再利用η= 求出该滑轮组的机械效率.(3)工人做功的功率可以根据P= 求得;(4)不计绳重和摩擦,知道物重和拉力大小,根据F= (G+G)求动滑轮重.
【考点精析】解答此题的关键在于理解滑轮(组)的机械效率的相关知识,掌握关于滑轮组机械效率的计算:W有用 = G·h;W总 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W总 (2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF),以及对功率的计算与测量的理解,了解功率的计算: P = W/tW 表示功,单位是焦(J). t表示时间 ,单位是秒(s) P表示功率,单位是瓦特(W)1 W= 1 J/s.

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