Question

20．如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動(dòng)滑輪重為20N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重．若工人在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉6m，求
（1）手拉繩子的力為多大？
（2）拉力的功率為多大？
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則s=3h，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重，知道物重和拉力大小，根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)）求拉力；
（2）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s=3h求出物體升高的高度，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；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$求出機(jī)械效率．

解答 解：（1）因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，
所以拉力F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_輪）=$\frac{1}{3}$×（220N+20N）=80N，
（2）拉力移動(dòng)的距離s=6m，
使用滑輪組做的總功：
W_總=Fs=80N×6m=480J，
拉力的功率，P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{480J}{5s}$=96W；
（2）根據(jù)s=nh得：h=$\frac{s}{n}$=$\frac{6m}{3}$=2m，
則使用滑輪組做的有用功：
W_有用=Gh=220N×2m=440J；
所以機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{440J}{480J}$×100%=91.7%．
答：（1）手拉繩子的力為80N；（2）拉力的功率為96W；（3）滑輪組的機(jī)械效率是91.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生對(duì)有用功、總功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)題目，要求學(xué)生應(yīng)熟練掌握．