Question

8．質量為20kg的物體靜止在水平地面上．用如圖所示的滑輪組在5s內將物體勻速豎直提升3m，所用的拉力F為125N．（g=10N/kg）求：
（1）滑輪組所做的有用功；
（2）拉力F的功率；
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）已知s=2h，根據W_有用=Gh求得有用功；
（2）根據W_總=Fs求出拉力所做的功，由P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（3）根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%，計算出機械效率．

解答 解：
（1）有用功：
W_有=Gh=20kg×（10N/kg）×3m=600J；
（2）由圖可知，n=2，則繩端移動的距離s=2h=2×3m=6m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=125N×6m=750J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{750J}{5s}$750J/5s=150W；
（3）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{600J}{750J}$×100%=80%．
答：（1）滑輪組所做的有用功為600J；
（2）拉力F的功率是150W；
（3）滑輪組的機械效率是80%．

點評 本題是有關滑輪組的綜合計算題目，考查了功、功率、機械效率的計算，確定滑輪組承擔物重繩子的段數非常關鍵．