Question

8．质量为20kg的物体静止在水平地面上．用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，所用的拉力F为125N．（g=10N/kg）求：
（1）滑轮组所做的有用功；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）已知s=2h，根据W_有用=Gh求得有用功；
（2）根据W_总=Fs求出拉力所做的功，由P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%，计算出机械效率．

解答 解：
（1）有用功：
W_有=Gh=20kg×（10N/kg）×3m=600J；
（2）由图可知，n=2，则绳端移动的距离s=2h=2×3m=6m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=125N×6m=750J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{750J}{5s}$750J/5s=150W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{600J}{750J}$×100%=80%．
答：（1）滑轮组所做的有用功为600J；
（2）拉力F的功率是150W；
（3）滑轮组的机械效率是80%．

点评 本题是有关滑轮组的综合计算题目，考查了功、功率、机械效率的计算，确定滑轮组承担物重绳子的段数非常关键．