Question

裝卸工人用如圖所示的滑輪組勻速提升重為500N的貨物，所用的拉力F為300N，繩子自由端在50s內被拉下2m，在此過程中求：（不計繩重及繩與滑輪摩擦）
（1）拉力F功率；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）當將1000N的重物提升2m時，所用拉力做的功是多大？拉力是多大？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)P=

W

t

求出功率；
（2）根據(jù)s=2h求出物體上升的高度，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)η=

W有用

W總

求出機械效率；
（3）不計繩重及繩與滑輪摩擦，根據(jù)F=

1

2

（G+G_動）求出動滑輪重，再根據(jù)F=

1

2

（G+G_動）求出第二次的拉力，根據(jù)s=2h求出拉力移動距離，根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功．

解答：已知：物重G₁=500N，G₂=1000N，拉力F₁=300N，時間t=50s，高度h₂=2m，拉力移動距離s₁=2m，n=2
求：（1）拉力F功率P=？；（2）滑輪組的機械效率η=？；（3）拉力F₂=？；拉力做的功W_總2=？
解：（1）拉力做的總功W_總1=F₁s₁=300N×2m=600J，
拉力的功率P=

W總1

t

=

600J

50s

=12W；
（2）∵s=2h
∴物體上升的高度h₁=

s1

2

=

2m

2

=1m，
有用功W_有用=G₁h₁=500N×1m=500J，
滑輪組的機械效率η=

W有用

W總1

×100%=

500J

600J

×100%≈83.3%；
（3）∵F=

1

2

（G+G_動）
∴動滑輪重G_動=2F₁-G₁=2×300N-500N=100N，
第二次的拉力F₂=

1

2

（G₂+G_動）=

1

2

×（1000N+100N）=550N，
拉力移動距離s₂=2h₂=2×2m=4m，
拉力做的功W_總2=F₂s₂=550N×4m=2200J．
答：（1）拉力F功率為12W；
（2）滑輪組的機械效率為83.3%；
（3）所用拉力做的功是2200J；拉力為550N．

點評：此題主要考查的是學生對有用功、總功、功率、機械效率和滑輪組省力情況計算公式的理解和掌握，有一定難度．