Question

如图所示，小明家装修房子时在楼上安装了一个滑轮组，将水泥从地面送上楼．他用270N的力拉动绳子，4s内将一袋50kg的水泥匀速提升2m．不计绳重和摩擦，g取10N/kg．求：
（1）这袋水泥的重力；
（2）水泥袋运动的速度；
（3）此过程中滑轮组的机械效率．

Answer 1

解：（1）水泥重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N．
（2）水泥运动速度：v===0.5m/s．
（3）水泥有2段绳子承担，水泥上升2m，绳子自由端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
有用功：W_有=Gh=500N×2m=1000J，
总功：W_有=Fs=270N×4m=1080J，
滑轮组机械效率：η==≈92.6%．
答：（1）这袋水泥的重力500N；
（2）水泥袋运动的速度0.5m/s；
（3）此过程中滑轮组的机械效率约为92.6%．
分析：（1）知道水泥质量，根据 G=mg求出水泥重力．
（2）水泥运动的路程和时间知道，根据速度公式求出速度大小．
（3）知道水泥重力和升高的距离，根据W=Gh求出有用功；知道水泥升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，又知道拉力，根据W=Fs求出总功．知道有用功和总功，根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率．
点评：计算机械效率时，想法求出有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率，这是计算机械效率最基本的方法．