Question

一位工人用滑輪組將重1500N的貨物提升到高2m的倉庫貨架上，他所用拉力為500N，繩子自由端被拉下了8m，則：
（1）請你根據(jù)題中要求，直接在圖上畫出工人提升重物時的滑輪組的繞法；
（2）提升貨物時，工人做的總功為多少？
（3）提升貨物所花時間為1min，則這位工人的功率為多少？
（4）此滑輪組的機械效率為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道物體上升的高度和拉力端移動的距離，利用s=nh求承擔物重的繩子股數(shù)，進而確定滑輪組的繞法；
（2）已知拉力的大小和拉力移動的距離，根據(jù)公式W=Fs可求拉力做的總功；
（3）知道做功的時間，根據(jù)公式P=可求這位工人的功率；
（4）由圖知承擔物重的繩子股數(shù)n=4，利用s=4h求物體上升的高度h，根據(jù)公式W=Gh可求克服物體重力做的有用功，有用功與總功的比值就是滑輪組的機械效率．
解答：解：
（1）由題知，h=2m，s=8m，由s=nh可得承擔物重的繩子股數(shù)：n=4，即由4段繩子承擔物重，如圖所示：
（2）拉力做的功：
W=Fs=500N×8m=4000J；
（3）這位工人的功率：
P==≈66.7W；
（4）物體上升的高度h=2m
拉力做的有用功W_有用=Gh=1500N×2m=3000J
滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%=75%．
答：（1）如圖所示；
（2）提升貨物時，工人做的總功為4000J
（3）提升貨物所花時間為1min，則這位工人的功率為66.7W；
（4）此滑輪組的機械效率為75%．
點評：本題考查使用滑輪組功、功率、機械效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，根據(jù)物體升高的高度和拉力端移動的距離確定承擔物重的繩子股數(shù)是本題的突破口．