Question

如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，其中桶重20N．動滑輪重為20N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重；若工人在5s內將繩子勻速向上拉6m，則泥桶上升

 

 m，手拉繩子的力為

 

N，拉力的功率為

 

 W，滑輪組的機械效率為

 

．

Answer 1

分析：（1）從滑輪組的結構圖上看出，直接從動滑輪上引出的繩子股數n，s=nh，據此求泥桶上升的高度；
（2）不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，利用F=

1

3

（G_輪+G_物）求拉力大小；
（3）求出了拉力大小，知道拉力移動的距離和做功時間，利用功的公式W=Fs和功率公式P=

W

t

求拉力功率．
（4）把泥桶中的泥沙提升做的功為有用功，拉力做的功為總功，利用η=

W有

W 總

求滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）如圖，泥桶由3股繩子承擔，n=3，
∵s=3h，s=6m，
∴泥桶上升的高度：h=2m．
（2）不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，拉力大小：
F=

1

3

（G_輪+G_物）=

1

3

（20N+220N）=80N；
（3）拉力做功：
W_總=Fs=80N×6m=480J，
拉力的功率：
P=

W總

t

=

480J

5s

=96W；
（4）提升泥桶中的泥沙做的有用功：
W_有=G_泥h=（G_泥桶-G_桶）h=200N×2m=400J，
滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

400J

480J

×100%≈83.3%．
故答案為：2，80，96，83.3．

點評：本題考查了學生對功率的公式、機械效率公式、滑輪組s=nh、有用功、總功的理解和運用，因條件已給出，難度不大．