Question

如圖所示滑輪組，重物G=12N，每個滑輪重3N，人用拉力F在2s內把物體勻速提高了3m，不計繩重和滑輪軸處摩擦．求：
（1）人做的有用功是多少？
（2）人的拉力F為多少N？
（3）滑輪組機械效率為多少？
（4）人拉繩子的速度為多少？
（5）人拉繩子所做的功率為多少？

Answer 1

分析：首先確定滑輪組的繩子段數n=3，然后根據公式逐個計算．人做的有用功用Gh計算；人的拉力F用

G物+G動

n

來計算；滑輪組機械效率用

G物

nF

計算；額外功用G_動h來計算；物體上升的速度用

h

t

計算；人拉繩子的速度是物體上升的速度的n倍；人拉繩子所做的功率用

W總

t

來計算．

解答：解：（1）人做的有用功：W_有用=G_物h=12N×3m=36J
（2）人的拉力：F=

G物+G動

n

=

12N+3N

3

=5N
（3）滑輪組機械效率：η=

Gh

Fs

×100%=

G物

nF

×100%=

12N

3×5N

×100%=80%
（4）物體上升的速度v₁=

h

t

=

3m

2s

=1.5m/s
人拉繩子的速度：v₂=nv₁=3×1.5m/s=4.5m/s
（5）人拉繩子所做的功率：P=FV₂=5N×4.5m/s=22.5W
答：（1）人做的有用功是36J；
（2）人的拉力F為5N；
（3）滑輪組機械效率為80%；
（4）人拉繩子的速度為4.5m/s；
（5）人拉繩子所做的功率為22.5W．

點評：這類題所涉及到的公式特別多，要根據滑輪組確定繩子段數n，然后利用公式認真計算．在計算過程中，要注意單位換算、公式變形等問題．