Question

用如圖所示滑輪組提升重物．人用500N的拉力F，15s內使重為900N的物體勻速上升了3m．不計繩重和摩擦，求：

（1）動滑輪的重．
（2）人拉繩子做功的功率．
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

（1）動滑輪重為100N；
（2）拉力的功率為200W；
（2）滑輪組的機械效率為90%．

解析試題分析：由滑輪組的結構知道n=2，s=2h．
（1）不計繩重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F=（G_輪+G_物）求動滑輪的重；
（2）利用s=2h求出拉力移動的距離，知道拉力大小和運動時間，利用功率公式求解；
（3）利用W_有=Gh求有用功，利用W_總=Fs求總功，利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率．
（1）由題知，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，
∵F=（G_輪+G_物）
即：500N=（G_輪+900N），
∴動滑輪的重：
G_輪=100N；
（2）拉力移動的距離：
s=2h=6m，
拉力做功：
W_總=Fs=500N×6m=3000J，
拉力做功功率：
P===200W；
（3）使用滑輪組做的有用功：
W_有=Gh=900N×3m=2700J，
滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%=90%．
考點：滑輪組繩子拉力的計算；功的計算；有用功和額外功；滑輪（組）的機械效率；功率的計算．
點評：本題考查了學生對有用功、總功、功率公式、機械效率公式、滑輪組s=nh的理解和運用，理解并求出有用功和總功是本題的關鍵．