Question

2．如圖所示的滑輪組將重G=1200N的物體在20s內(nèi)勻速吊起2m，作用繩子自由端的拉力F=500N，如果不計(jì)繩子的重力和摩擦阻力，求：
（1）該滑輪組的動(dòng)滑輪重為多少N；
（2）拉力F做功的功率為多大；
（3）該滑輪組此時(shí)的機(jī)械效率多大？

Answer 1

分析 （1）知道箱子的重力，由圖可知，n=3，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)），據(jù)此求動(dòng)滑輪的重力；
（2）利用s=3h求拉力端移動(dòng)距離，知道拉力，利用W=Fs求拉力做的總功，再利用功率定義式求工人所做總功的功率；
（3）利用W=Gh求工人做的有用功，再利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）物體重力G=1200N，
由圖可知，n=3，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)），則動(dòng)滑輪的重力：
G_動(dòng)=3F-G=3×500N-1200N=300N；
（2）拉力端移動(dòng)距離s=3h=3×2m=6m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=500N×6m=3000J，
工人所做總功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{3000J}{20s}$=150W；
（3）工人做的有用功：
W_有用=Gh=1200N×2m=2400J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{2400J}{3000J}$×100%=80%．
答：（1）該滑輪組的動(dòng)滑輪重為300N；
（2）拉力F做功的功率為150W；
（3）該滑輪組此時(shí)的機(jī)械效率80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組動(dòng)滑輪重力、機(jī)械效率、做功以及功率的計(jì)算，靈活的應(yīng)用公式和知道滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵．