Question

用如圖所示滑輪組提升重物．人用500N的拉力F，15s內使重為900N的物體勻速上升了3m．不計繩重和摩擦，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）若改提400N的物體，求此時的機械效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道拉力大小，由滑輪組結構得出承擔物重的繩子股數n=2，則s=2h，利用W_總=Fs求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；
（2）知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式求滑輪組的機械效率；
（3）不計繩重和摩擦，利用F=（G_輪+G_物）求動滑輪重；改提400N的物體，利用F′=（G_輪+G_物′）求此時的拉力，再利用η====求此時的機械效率．
解答：解：
（1）由圖知，n=2，s=2h=2×3m=6m，
W_總=Fs=500N×6m=3000J；
P===200W；
（2）W_有用=Gh=900N×3m=2700J；
η===90%；
（3）∵不計繩重和摩擦，
∴F=（G_輪+G_物），即：500N=（G_輪+900N），
∴G_輪=100N，
改提400N的物體，
F′=（100N+400N）=250N，
此時的機械效率：
η′======80%．
答：（1）拉力的功率是200W；
（2）滑輪組機械效率是90%；
（3）若提升400N重物，滑輪組機械效率為80%．
點評：本題考查了有用功、總功、功率、機械效率的計算，兩次利用好“不計繩重和摩擦，F=（G_輪+G_物）”是本題的關鍵．