Question

3．用如圖所示的滑輪組提升重物，已知物體重為200N，人用125N的拉力向下拉動繩子，5s內可使物體勻速上升2m，求：
（1）工人通過滑輪組所做的有用功．
（2）工人拉力所做的功和拉力的功率；
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）知道物重G和升高的高度h，利用W=Gh求有用功；
（2）由圖可知承擔物重的繩子股數n=2，重物被提升h，則拉力端移動的距離s=2h，利用W=Fs求拉力所做的功的大小；求出了拉力做功，又知道做功時間，利用功率公式求人拉繩子功率；
（3）根據機械效率的公式求滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）滑輪組做的有用功，
W_有用=Gh=200N×2m=400J；
（2）由圖可知，n=2，
s=2h=2×2m=4m；
W_總=Fs=125N×4m=500J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{500J}{5s}$=100W；
（3）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{400J}{500J}$×100%=80%． 
答：（1）滑輪組做的有用功是400J；
（2）拉力所做的功的大小為500J；拉力做功的功率為100W；
（3）該滑輪組的機械效率80%，

點評 本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、機械效率、功率的計算方法，由圖得出n的值（直接從動滑輪上引出的繩子股數），利用好s=nh是本題的關鍵．