Question

某建筑工地為了搬運(yùn)建材，采用的滑輪組示意圖如圖9所示．鋼絲繩的拉力F由電動(dòng)機(jī)提供．此滑輪組在30s內(nèi)將質(zhì)量為450kg的建材勻速提升了6m，拉力F所做的功為36000J，不計(jì)繩重和軸摩擦，g取10N/kg．試求：
（1）這時(shí)有用功是多少？
（2）滑輪組的機(jī)械效率多大？
（3）拉力的功率多大？
（4）此滑輪組的機(jī)械效率小于1的原因是什么？

Answer 1

解：（1）W_有=Gh=mgh=450kg×10N/kg×6m=27000J，
（2）∵W_總=36000J，
則η=×100%=×100%=75%；
（3）∵W_總=36000J，t=30s，
拉力的功率P===1200W；
（3）拉力在拉動(dòng)時(shí)，同時(shí)拉動(dòng)了動(dòng)滑輪和重物，由于動(dòng)滑輪有重力，故拉力對(duì)動(dòng)滑輪做功，故使機(jī)械效率小于1，即由于動(dòng)滑輪重力的原因，使機(jī)械效率不為1．
答：（1）有用功是27000J；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為75%；
（3）拉力的功率為1200W；
（4）此滑輪組的機(jī)械效率小于1的原因是動(dòng)滑輪的重力引起的．
分析：（1）已知質(zhì)量為450kg的建材提升6m，利用公式W_有=Gh=mgh求有用功；
（2）拉力F所做的功為總功，則利用η=×100即可求機(jī)械效率；
（3）已知拉力所做的功和做功時(shí)間，由功率P=即可求功率；
（4）滑輪組的機(jī)械效率之所以小于1，是因?yàn)槔�力并不是只�?duì)物體做功，同時(shí)對(duì)動(dòng)滑輪也做了功．
點(diǎn)評(píng)：解答滑輪組的題目，只要注意研究滑輪組的特點(diǎn)找到拉力的距離與重物的距離間的關(guān)系，即可求得拉力的功與有用功．