Question

如圖所示，用滑輪組勻速提起一個重為400N的物體，物體在5s內豎直上升了2m，人拉繩的力為250N（不計繩重和摩擦）．
（1）對重物做的有用功是多少？
（2）動滑輪重為多少？
（3）人拉繩子做功的功率是多少？
（4）滑輪組的機械效率是多少？

Answer 1

【答案】分析：由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數n=2．
（1）知道物體重和上升的高度，利用功的公式W=Gh計算有用功；
（2）不計繩重和摩擦，知道物重和拉力，利用F=（G_物+G_輪）求動滑輪重；
（3）知道物體的勻速上升高度，而s=nh，又知道拉力大小，根據功的公式和功率公式求人拉繩做功的功率；
（4）再利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率．
解答：解：
（1）W_有用=Gh=400N×2m=800J                                    
（2）由圖知，n=2，
∵不計繩重和摩擦，
∴F=（G_物+G_輪）
∴G_動=2F-G_物=2×250N-400N=100N；
（3）s=2h=2×2m=4m
W_總=Fs=250N×4m=1000J，
P===200W；                                    
（4）η==×100%=80%．
答：（1）對重物做的有用功是800J；
（2）動滑輪重為100N；
（3）人拉繩子做功的功率是200W；
（4）滑輪組的機械效率是80%．
點評：本題綜合考查了有用功、總功的計算、功率的計算、機械效率的計算，確定n的大小（直接從動滑輪上引出的繩子股數），利用好s=nh是本題的突破口．