Question

工人用如圖所示的滑輪組提升重物，在l0s內(nèi)將240N的物體勻速提升2m．已知工人的拉力為100N（不計(jì)繩重與摩擦阻力），求：
（1）對(duì)重物做的有用功；
（2）工人做功的功率；
（3）滑輪組的機(jī)械效率；
（4）如果用此滑輪組勻速提升300N的重物，拉力應(yīng)為多大？

Answer 1

解：
（1）W_有用=Gh=240N×2m=480J；
（2）由題知，n=3，s=3h=3×2m=6m，
W_總=Fs=100N×6m=600J，
P===60W，
（3）η===80%；
（4）∵不計(jì)繩重與摩擦阻力，
∴F=（G_物+G_動(dòng)），
即：100N=（240N+G_動(dòng)），
∴G_動(dòng)=60N，
勻速提升300N的重物時(shí)：
F′=（G_物′+G_動(dòng)）=（300N+60N）=120N．
答：（1）對(duì)重物做的有用功為480J；
（2）工人做功的功率為60W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率80%；
（4）如果用此滑輪組勻速提升300N的重物，拉力應(yīng)為120N．
分析：由滑輪組結(jié)構(gòu)看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，s=3h．
（1）知道物體重和上升的高度，利用W_有用=Gh求出有用功，
（2）利用s=3h求繩的自由端移動(dòng)的距離，再利用W_總=Fs求拉力做功；又知道做功時(shí)間，利用功率公式求拉力做功的功率；
（3）求出了有用功和總功，利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（4）由于不計(jì)繩重與摩擦阻力，利用F=（G_物+G_動(dòng)）求動(dòng)滑輪重；再利用F′=（G_物′+G_動(dòng)）求勻速提升300N的重物時(shí)的拉力．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了速度的計(jì)算，使用滑輪組時(shí)有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法，本題的關(guān)鍵：一是由圖得出n的值，利用好s=nh；二是利用好“不計(jì)繩重與摩擦阻力，拉力和物重的關(guān)系F=（G_物+G_動(dòng)）”．