Question

如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動滑輪重為20N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重．若工人在5s內將泥桶勻速提高2m．
求：（1）工人使用滑輪組時做的有用功．
（2）工人拉繩子的力和拉力的功率．
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：由圖可知，承擔物重的繩子股數n=3，則s=3h．
（1）知道提升物體的高度和物重大小，利用W_有用=Gh求出使用滑輪組做的有用功；
（2）不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，知道物重和拉力大小，根據F=

1

3

（G_物+G_動）求拉力，利用s=3h求出繩子自由端移動的距離，利用W_總=Fs求出總功，再利用功率公式求拉力做功功率；
（3）利用η=

W有用

W總

求出該滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）使用滑輪組做的有用功：
W_有用=Gh=220N×2m=440J；
（2）∵不計繩重和摩擦，
∴拉力F=

1

3

（G_物+G_輪）=

1

3

（220N+20N）=80N，
s=3h=3×2m=6m，
使用滑輪組做的總功：
W_總=Fs=80N×6m=480J，
P=

W總

t

=

480J

5s

=96W；
（3）滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

440J

480J

×100%≈92%．
答：（1）工人使用滑輪組時做的有用功為440J．
（2）工人拉繩子的力為80N，拉力的功率為96W；
（3）滑輪組的機械效率為92%．

點評：本題主要考查了學生對有用功、總功、功率和滑輪組的機械效率的理解和掌握，屬于基礎題目，要求學生應熟練掌握．