Question

站在地面上的人，使用由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，將放在地面上，重為1000N的物體勻速地提升2m（不計摩擦）人所做的功為2500J，求：
（1）人所用的拉力是多少N？
（2）若用此滑輪組勻速提升另一個物體升高同一個高度，滑輪組對重物做功為3500J，這時滑輪組的機械效率是多大？

Answer 1

【答案】分析：由題知，人站在地面上用力，應采用如圖所示的結構，則承擔物重的繩子股數n=2．
（1）求出拉力端一定的距離，知道人所做的功，利用W=Fs求拉力大小；
（2）由于不計摩擦，知道提升的物重，利用F=（G_物+G_輪）求動滑輪重；將另一物體提升相同高度時，求出做的額外功W_額=G_輪h，又知道此時的有用功，求出總功，利用效率公式求滑輪組的機械效率．
解答：解：由題知，滑輪組使用情況，如圖所示：
（1）s=2h=2×2m=4m，
∵W=Fs，
∴F===625N；  
（2）∵由于不計摩擦，
∴F=（G_物+G_輪），
即：625N=（1000N+G_輪），
∴G_輪=250N，
將另一物體提升相同高度時，
W_額=G_輪h=250N×2m=500J，
此時的總功：
W_總=W_額+W_有用=500J+3500J=4000J，
滑輪組的機械效率：
η===87.5%．
答：（1）人所用的拉力是625N；
（2）這時滑輪組的機械效率為87.5%．
點評：本題關鍵：一是不計摩擦，利用好F=（G_物+G_輪），二是根據題意得出滑輪組的結構，三是明確使用滑輪組有用功、額外功、總功的區別．