Question

用如圖所示滑輪組提升重物．人用300N的拉力F，15s內使重為500N的物體勻速上升了3m．不計繩重和摩擦，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）若改提900N的物體，求此時的機械效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道拉力大小，由滑輪組結構得出承擔物重的繩子股數n=2，則s=2h，利用W_總=Fs求拉力做功，再利用P=求拉力做功功率；
（2）知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式η=求出滑輪組的機械效率；
（3）不計繩重和摩擦，利用F=（G_輪+G_物）求動滑輪重；改提900N的物體，利用F′=（G_輪+G_物′）求此時的拉力，再利用η====求此時的機械效率．
解答：解：（1）由圖知，n=2，s=2h=2×3m=6m，
W_總=Fs=300N×6m=1800J；
P===120W；
（2）W_有用=Gh=500N×3m=1500J；
η==≈83.3%；
（3）∵不計繩重和摩擦，
∴F=（G_輪+G_物），即：300N=（G_輪+500N），
∴G_輪=100N，
改提900N的物體，
F′=（100N+900N）=500N，
此時的機械效率：
η′======90%．
答：（1）拉力的功率是120W；
（2）滑輪組機械效率約是83.3%；
（3）若提升900N重物，滑輪組機械效率為90%．
點評：本題考查了有用功、總功、功率、機械效率的計算，兩次利用好“不計繩重和摩擦，F=（G_輪+G_物）”是本題的關鍵．