Question

9．如图所示，工人用250N的力F，在10s内将重为400N的重物匀速提升2m，此时滑轮组的机械效率是80%；拉力的功率是100W；工人仍用此滑轮组，改为提升重为500N的物体，拉力为300N．（不计绳重、摩擦）

Answer 1

分析 由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率，根据W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率，不计绳重、摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮的重力，再根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出改为提升重为500N的物体时拉力的大小．

解答 解：由图可知，n=2，则绳端移动的距离：
s=nh=2×2m=4m，
拉力所做的总功：
W_总=Fs=250N×4m=1000J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W，
拉力所做的有用功：
W_有=Gh=400N×2m=800J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%；
不计绳重、摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮的重力：
G_动=nF-G=2×250N-400N=100N，
工人仍用此滑轮组，改为提升重为500N的物体，此时的拉力：
F′=$\frac{1}{n}$（G′+G_动）=$\frac{1}{2}$（500N+100N）=300N．
故答案为：80%；100；300N．

点评 本题考查了有用功、总功、功率、机械效率和滑轮组绳子拉力的计算，确定好绳子的有效股数是关键．