Question

如圖所示滑輪組，重物G=12牛，每個(gè)滑輪重3牛，人用拉力F在2秒內(nèi)把物體勻速提高了3米，不計(jì)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為多少牛？
（3）滑輪組機(jī)械效率為多少？額外功為多少？
（4）物體上升的速度為多少，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(shù)n=3，然后根據(jù)公式逐個(gè)計(jì)算．人做的有用功用Gh計(jì)算；人的拉力F用

G物+G動(dòng)

n

來(lái)計(jì)算；滑輪組機(jī)械效率用

G物

nF

計(jì)算；額外功用G_動(dòng)h來(lái)計(jì)算；物體上升的速度用

V

t

計(jì)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(lái)計(jì)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(dòng)

n

=

12N+3N

3

=5N
（3）滑輪組機(jī)械效率：η=

G物

nF

=

12N

3×5N

=80%
額外功：W_額=G_動(dòng)h=3N×3m=9J
（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(jī)械效率為80%；額外功為9J．
（4）物體上升的速度為1.5m/s，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(diǎn)評(píng)：這類題所涉及到的公式特別多，要根據(jù)滑輪組確定繩子段數(shù)n，然后利用公式認(rèn)真計(jì)算．在計(jì)算過(guò)程中，要注意單位換算、公式變形等問(wèn)題．