Question

一個同學利用如圖的滑輪組，用200N的拉力將480N的物體勻速提高2米，不計摩擦和繩重，求：
（1）該同學做的有用功和總功各是多少？
（2）該裝置的機械效率是多少？
（3）若掛一個600N的重物，該同學用的拉力為多少N？

Answer 1

解：（1）由圖可知繩子的有效股數n=3，則s=3h，
有用功W=Gh=480N×2m=960J，
總功W_總=Fs=200N×3×2m=1200J；
（2）滑輪組的效率
η=×100%=×100%=80%；
（3）由圖可知n=3，
根據F=（G_物+G_動）可得，動滑輪的重力：
G_動=nF-G_物=3×200N-480N=120N；
當G_物′=600N時，拉力
F′=（G_物′+G_動）=×（600N+120N）=240N；
答：（1）該同學做的有用功是960J，總功是1200J．
（2）該裝置的機械效率是80%．
（3）若掛一個600N的重物，該同學用的拉力為240N．
分析：（1）由功的公式W=Fs求出有用功與總功．
（2）已知有用功及總功可以求出滑輪組的機械效率．
（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據F=（G_物+G_動）求出動滑輪的重力，然后再求出拉力的大小．
點評：本題考查了有關滑輪組的計算，關鍵是公式F=（G_物+G_動）和v_繩=nv_物的靈活應用．