Question

用如圖所示的滑輪組將重2000N的物體在10s時間勻速提升3m，作用在繩子自由端的拉力大小為625N，（不計摩擦和繩重）求：
（1）滑輪組做了多少有用功？
（2）拉力做功的功率是多大？
（3）滑輪組的機械效率是多大？
（4）如果用這個滑輪組勻速提升重3500N的物體，繩子自由端的拉力是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知物重和物體上升的距離，直接根據公式W=Gh可求有用功的大小；
（2）已知作用在動滑輪上繩子的段數，根據s=nh求出自由端移動的距離，然后根據公式W=FS可求總功；再根據P=即可求出拉力做功的功率；
（3）已知有用功和總功的大小，根據公式η=可求機械效率的大小；
（4）根據n、F以及G的值即可求得滑輪的重力；再根據F′=即可求得每段繩子承擔的力的大小．
解答：解：（1）滑輪組所做的有用功：
W_有=Gh=2000N×3m=6000J；
（2）由圖知，n=4，則s=nh=4×3m=12m，
W_總=Fs=625N×12m=7500N，
P===750W；
（3）η=×100%=×100%=80%；
（4）F=
625N=
G_動=500N，
當物重等于3500N時，F′===1000N．
答：（1）滑輪組做了6000J有用功；
（2）拉力做功的功率是750W；
（3）滑輪組的機械效率是80%；
（4）如果用這個滑輪組勻速提升重3500N的物體，繩子自由端的拉力是1000N．
點評：本題考查有用功、總功、功率、機械效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活應用，難點是對F=的應用．