Question

12．如图所示，工人用滑轮组提升重2400N的物体，所用的拉力为1500N，物体在5s内匀速上升1m．求：
（1）滑轮组对重物所做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，
（1）知道物体重和提升的高度，利用W=Gh求滑轮组对重物所做的有用功；
（2）求出拉力端移动的距离s=2h，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做的功；又知道做功时间，利用功率公式求拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率可用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算得出．

解答 解：
（1）滑轮组对重物所做的有用功：
W_有用=Gh=2400N×1m=2400J；
（2）由图知，n=2，s=2h=2×1m=2m，
W_总=Fs=1500N×2m=3000J，
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3000J}{5s}$=600W
（3）η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2400J}{3000J}$×100%=80%．
答：（1）滑轮组对重物所做的有用功为2400J；  
（2）拉力做功的功率为600W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．

点评 这是一道较典型的关于滑轮组的计算题，主要用到了功的公式、功率的公式、机械效率的公式，虽然用到的公式较多，但只要搞清楚力与距离的对应关系，难度也并不大．