Question

如圖所示，工人用滑輪組吊起質量為20kg的箱子，工人施加的拉力為500N，箱子10s內被勻速豎直提升了 2m，不計繩重和摩擦，取g=10N/kg．求：
（l）箱子受到的重力；
（2）工人做的總功；
（3）工人所做總功的功率；
（4）此滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：（1）已知箱子的質量，根據G=mg求出箱子受到的重力；
（2）由圖可知繩子的有效股數為2，根據s=nh求出繩端移動的距離，根據W=Fs求出工人做的總功；
（3）根據P=

W

t

求出工人所做總功的功率；
（4）根據W=Gh求出有用功，然后根據η=

W有

W總

求出此滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）箱子受到的重力：
G=mg=20kg×10N/kg=200N；
（2）由圖可知，n=2，
繩端移動的距離s=nh=2×2m=4m，
工人做的總功：
W_總=Fs=500N×4m=2000J；
（3）工人所做總功的功率：
P=

W總

t

=

2000J

10s

=200W；
（4）有用功：
W_有=Gh=200N×2m=400J
滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

=

400J

2000J

=20%．
答：（1）箱子受到的重力為200N；
（2）工人做的總功為2000J；
（3）工人所做總功的功率為200W；
（4）此滑輪組的機械效率為20%．

點評：本題的關鍵是要正確判斷箱子的重有幾股繩子承擔，判斷的方法是：與動滑輪接觸的繩子才是承擔重力的．并要注意繩子自由端移動的距離與物體上升高度之間的關系．