Question

用如圖所示滑輪組提升重物，已知物體重300N，作用在繩端的拉力為125N，物體在拉力作用下以0.5m/s的速度勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，試求：
（1）10s內(nèi)拉力做的有用功；
（2）拉力的功率和動(dòng)滑輪重；
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：（1）已知物體上升的速度和時(shí)間，根據(jù)v=

s

t

求出物體上升的高度，又知道物體的重力，根據(jù)W=Gh求出拉力做的有用功；
（2）由圖可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，利用W=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)P=

W

t

求出拉力的功率；不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)F=

1

n

（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力；
（3）知道有用功和總功，根據(jù)η=

W有

W總

×100%求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：（1）根據(jù)v=

s

t

可得，物體上升的高度：
h=vt=0.5m/s×10s=5m，
拉力做的有用功：
W_有=Gh=300N×5m=1500J；
（2）由圖可知，n=3，
繩端移動(dòng)的距離：
s=nh=3×5m=15m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=125N×15m=1875J，
拉力的功率：
P=

W總

t

=

1875J

10s

=187.5W，
根據(jù)F=

1

n

（G+G_動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：
G_動(dòng)=nF-G=3×125N-300N=75N；
（3）滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有

W總

×100%=

1500J

1875J

×100%=80%．
答：（1）10s內(nèi)拉力做的有用功為1500J；
（2）拉力的功率為187.5W，動(dòng)滑輪重為75N；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了速度公式、總功公式、功率公式和效率公式的應(yīng)用，利用好“s=nh”和“F=

1

n

（G+G_動(dòng)）”是關(guān)鍵．