Question

小華和他的興趣小組利用如圖所示的滑輪組進行實驗，人以600N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端，10秒鐘繩子下端移動了1.5m，重物上升0.5m，已知該滑輪組的效率為70%（g取10N/kg）．
（1）畫出小華興趣小組所用滑輪組的繞線情況．
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的質量是多少？

Answer 1

分析：（1）先根據物體上升0.5m，繩子自由端下降1.5m，判斷出繩子段數為3，再根據“奇動偶定”的原則畫出繩子的繞法；
（2）根據公式P=

W

t

=

FS

t

將繩子自由端的拉力、移動的距離、運動的時間代入即可求出人的拉力做功的功率；
（3）W_有用=GH，W_總=FS，根據公式η=

W有用

W總

將有關數值代入求出物體的重力G，再根據m=

G

g

計算出物體的質量m．

解答：解：（1）由題意可知，向下拉繩子時，承擔動滑輪及重物的繩子股數：n=

1.5m

0.5m

=3，根據“奇動偶定”，繩子應從動滑輪掛鉤上開始，如圖所示：

（2）人的拉力F=600N，移動距離s=1.5m，時間t=10s，
人的拉力做功的功率為：
P=

W

t

=

F?S

t

=

600N×1.5m

10s

=90W．
（3）重物G上升高度h=0.5m，機械效率η=70%，
機械效率：η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

G×0.5m

600N×1.5m

=70%，
解得重物的重力：G=1260N，
重物的質量：m=

G

g

=

1260N

10N/kg

=126kg．
答：人的拉力做功的功率是90W，被吊起重物的質量是126kg．

點評：遇到滑輪組繞線問題，先根據s=nh判斷出繩子的段數n，再根據“奇動偶定”的繞線法則來繞制繩子；
用滑輪組提升重物時，有用功為物體重力乘以物體升高的高度，總功為繩子自由端的拉力乘以自由端移動的距離；
記住滑輪組提升重物時機械效率的計算公式η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

．