Question

【題目】如圖是建筑工人用滑輪組提升建筑材料的場景，在10s的時間內，工人師傅用豎直向下的拉力將建筑材料勻速提升了1m，已知拉力為400N（不計繩重及摩擦），建筑材料的重力為900N，求這個過程中

（1）此滑輪組的機械效率；___________

（2）用此滑輪組提升1000N的建筑材料，滑輪組的機械效率會_____（選填“變大”“變小”或“不變”）

（3）工人師傅的自身重力為500N，他能用此滑輪組拉起的建筑材料最大重力是多少？___________

Answer 1

【答案】 75% 變大 1200N

【解析】（1）工人做的有用功W有用=Gh=900N×1m=900J；由圖知，n=3，拉力端移動距離s=3h=3×1m=3m，工人做的總功：W總=Fs=400N×3m=1200J；滑輪組的機械效率：

η= = =75%；（2）由題意可知，提升的建筑材料的重力增大；當提升重物的重力增加，做的有用功就變大，不計繩重及摩擦，提升動滑輪做的功為額外功，其大小不變，則有用功與總功的比值變大，機械效率變大；（3）不計繩重及摩擦，拉力F= （G+G輪），

則動滑輪重力G輪=3F﹣G=3×400N﹣900N=300N；工人師傅的自身重力G人=500N，則最大拉力F最大=G人=500N，由F最大= （G最大+G輪）可得，此滑輪組拉起的建筑材料最大重力：

G最大=3F最大﹣G輪=3×500N﹣300N=1200N．