Question

20．用如圖甲所示的滑輪組提起重為900N的物體A，使物體在1min內(nèi)上升了4m，所用的拉力為400N（不計繩重以及繩和輪之間摩擦），求：
（1）拉力F克服物體的重力所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）該滑輪組的機械效率；
（4）在圖乙中畫出滑輪組的另一種繞法．

Answer 1

分析 從滑輪組的結(jié)構(gòu)圖上看出，直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)n=3，s=3h．
（1）知道物重G和升高的高度h，根據(jù)公式W_有=Gh求出有用功；
（2）求出拉力端移動的距離，知道拉力大小，總功W_總=Fs；知道時間，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率；
（3）知道有用功和總功，根據(jù)機械效率的公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求滑輪組的機械效率；
（4）圖示滑輪組有兩種繞線，可以從動滑輪開始繞，也可以從定滑輪開始繞．

解答 解：
（1）拉力F克服物體的重力所做的功（有用功）：
W_有用=Gh=900N×4m=3600J；
（2）由圖知，n=3，拉力端移動的距離s=3h=3×4m=12m，
拉力F做的功：
W_總=Fs=400N×12m=4800J；
拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{4800J}{60s}$=80W；
（3）該滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{3600J}{4800J}$×100%=75%；
（4）另一種繞法是從定滑輪開始繞起，依次繞過下面的動滑輪、上面的定滑輪，如圖所示：

答：（1）拉力F克服物體的重力所做的功為3600J；
（2）拉力F做功的功率為80W；
（3）該滑輪組的機械效率為75%；
（4）如圖所示．

點評 本題考查了使用滑輪組中有用功、總功、機械效率、功率的計算以及滑輪組的繞法，利用好s=nh求出拉力移動的距離是本題的突破口．