Question

用如圖所示的滑輪組提升重物，若物重為280N，摩擦及繩重不計，繩端拉力為100N時可使物體勻速上升，
求：（1）動滑輪有多重；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）若物體以0.2m/s的速度上升，則拉力的功率多大？

Answer 1

解：
（1）由圖知，n=3，
∵摩擦及繩重不計，
∴F=（G+G_動）
即：100N=（280N+G_動）
解得：G_動=20N；
（2）拉力端移動的距離：s=3h，
滑輪組的機械效率：
η=====≈93.3%；
（3）拉力端移動的速度：
v_F=3v=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力的做功功率：
P===Fv_F=100N×0.6m/s=60W．
答：（1）動滑輪重為20N；
（2）滑輪組的機械效率為93.3%；
（3）若物體以0.2m/s的速度上升，則拉力的功率為60W．
分析：由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數n=3，則拉力端移動的距離s=3h，
（1）已知物體的重力和拉力，以及動滑輪上繩子的段數，根據公式F=（G+G_動）可求動滑輪的重力；
（2）根據公式η====可求滑輪組的機械效率．
（3）知道n=3，則拉力端移動的速度為物體升高速度的3倍，知道拉力的大小，利用P=Fv求拉力的做功功率．
點評：本題考查了有用功、總功、功率、機械效率的計算，本題關鍵：一是使用滑輪組承擔物重的繩子股數的判斷，二是利用好“不計繩重和摩擦，F=（G_輪+G_物）”．