Question

用如圖所示的滑輪組在20s內將重600N的物體從地面豎直提高4m，所用的拉力是250N，在這個過程中，求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑輪組的機械效率是多少？

Answer 1

分析：由滑輪組的結構可以看出，承擔物重的繩子股數n=4，則拉力F移動的距離s=4h，
（1）克服物體的重力所做的功是有用功，利用W=Gh計算；
（2）拉力F與拉力移動距離的乘積為總功，總功與時間的比值等于功率；
（3）有用功與總功的比值是機械效率．

解答：解：（1）拉力F所做的有用功：
W_有=Gh=600N×4m=2400J；
（2）拉力F移動的距離：
s=4h=4×4m=16m；
拉力F所做的總功：
W_總=Fs=250N×16m=4000J；
拉力F做功的功率：
P=

W總

t

=

4000J

20s

=200W；
（3）滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

2400J

4000J

×100%=60%．
答：（1）力F所做的有用功是2400J；
（2）拉力F做功的功率是200W；
（3）滑輪組的機械效率是60%．

點評：本題考查的知識點多，用到的公式多，難點是求拉力所做的總功．由滑輪組的特點知道：繩子自由端移動的距離與物體上升高度之間的關系是s=4h，據此求出拉力方向上移動的距離，這是本題的突破口．