Question

4．如圖所示，小明用動滑輪把270N的重物在20s內勻速提升3m，所用的拉力是150N，在此過程中，拉力做功的功率是45W；動滑輪的機械效率是90%；不計繩重和摩擦，動滑輪的重是30N．

Answer 1

分析 已知動滑輪繩子的有效股數為2，根據s=nh求出繩端移動的距離，根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求出動滑輪的機械效率；利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）求出動滑輪重．

解答 解：貨物上升的速度：
v=$\frac{h}{t}$=$\frac{3m}{20s}$=0.15m/s，
有用功：W_有=Gh=270N×3m=810J，
動滑輪繩子的有效股數為2，則繩端移動的距離：s=nh=2×3m=6m，
總功：W_總=Fs=150N×6m=900J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{900J}{20s}$=45W，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{810J}{900J}$×100%=90%；
因為不計繩重和摩擦，
所以，F=$\frac{1}{n}$（G+G_動），
則動滑輪的重：G_動=nF-G=2×150N-270N=30N．
故答案為：45；90%；30．

點評 本題考查了有用功、總功、功率、滑輪組機械效率以及求動滑輪重力的計算，明確動滑輪繩子的有效股數是關鍵，常見題目．