Question

13．如图所示，用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升1.5m，所用的时间为30s．（不计绳重和摩擦）
（1）动滑轮重为多少？
（2）拉力所做的有用功多少？
（3）拉力的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 由图可知滑轮组绳子的有效股数n=3，s=3h，
（1）根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）的变形式求出动滑轮的重；
（2）根据W=Gh求出人做的有用功；
（3）根据W=Fs求出总功，P=$\frac{W}{t}$计算出拉力的功功率；
（4）根据效率公式求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）由图知n=3，不计摩擦和绳重，F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_动）
所用动滑轮的重：
G_动=3F-G_物=3×500N-1200N=300N；
（2）拉力做的有用功：
W_有=G_物h=1200N×1.5m=1800J；
（3）s=3h=3×1.5m=4.5m，
人做的总功：
W_总=Fs=500N×4.5m=2250J；
人做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2250J}{30s}$=75W．
（4）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1800J}{2250J}$×100%=80%．
答：（1）动滑轮重为300N；
（2）拉力所做的有用功为2250J；
（3）拉力的功率是75W；
（4）滑轮组的机械效率是80%．

点评 本题中主要考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算，搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键．