Question

工人用n=2的滑轮组将物体提升3m高，已知物体的重为400N，动滑轮重20N，不计绳重和滑轮轴摩擦．求：
（1）工人匀速拉动绳索时，所用的拉力是多大？
（2）此过程中工人做的有用功是多少？
（3）此滑轮组的机械效率多大？

Answer 1

解：（1）∵不计绳重和滑轮轴摩擦，
∴F=（G_物+G_动）=（400N+20N）=210N；
（2）W_有=Gh=400N×3m=1200J；
（3）s=2h=2×3m=6m，
W_总=Fs=210N×6m=1260J，
η=×100%=×100%≈95.2%．
答：（1）工人匀速拉动绳索时，所用的拉力是210N；
（2）此过程中工人做的有用功是1200J；
（3）此滑轮组的机械效率为95.2%．
分析：（1）不计绳重和滑轮轴摩擦，利用F=（G_物+G_动）即可求出拉力的大小；
（2）直接根据W=Gh即可求出工人做的有用功；
（3）先根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，再根据W=Fs即可求出总功，最后根据η=×100%即可求出滑轮组的机型效率．
点评：本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，用好不计绳重和摩擦时拉力F=（G_物+G_动）是本题的关键．