Question

4．工人用如圖所示的滑輪組將一重400N的物體10s內勻速提高了10m，若所用的拉力為150N，不計繩重和摩擦．
（1）拉力做的有用功是多少？總功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）該滑輪組的機械效率為多少？

Answer 1

分析 （1）根據W_有=Gh和W_總=Fs計算工人做的有用功和總功；
（2）根據P=$\frac{W}{t}$計算工人做功的功率；
（3）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）拉力做的有用功：W_有=Gh=400N×10m=4×10³J；
由圖可知，n=3，則繩子自由端移動的距離s=3h=3×10m=30m，
總功：W_總=Fs=150N×30m=4.5×10³J；
（2）拉力的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{4.5×1{0}^{3}J}{10s}$=450W；
（3）該滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{4×1{0}^{3}J}{4.5×1{0}^{3}J}$×100%≈88.9%．
答：（1）拉力做的有用功是4×10³J，總功是4.5×10³J；
（2）拉力的功率是450W；
（3）該滑輪組的機械效率為88.9%．

點評 本題考查了功的計算、功率的計算、機械效率的計算，注意各力與距離之間的對應關系，熟練運用相關公式是解決此題的關鍵．