Question

18．如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m．在此过程中：
①货物上升的速度是多少？
②拉力所做的有用功是多少？
③拉力做功的功率是多少？
④滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{s}{t}$计算货物上升的速度；
（2）根据公式W=Gh可求出拉力所做的有用功；
（3）根据公式W=Fs求出拉力做的总功，根据公式P=$\frac{W}{t}$可求出功率；
（4）根据图中滑轮组中线的绕法，利用滑轮组机械效率的公式η=$\frac{G}{nF}$即可求出．

解答 解：①货物上升的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{5m}{50s}$=0.1m/s；
②拉力做的有用功：W_有用=Gh=800N×5m=4000J；
③因为货物上升5m，所以绳子自由端被拉下的距离s=nh=2×5m=10m，
拉力做的功为：W_总=Fs=500N×10m=5000J；
功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{5000J}{50s}$=100W；
④使用滑轮组时，动滑轮是由两股绳子承担，则绳子自由端被拉下的距离s=2h，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$得滑轮组的机械效率：
η=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{800N}{2×500N}$×100%=80%．
答：①货物上升的速度是0.1m/s；
②拉力所做的有用功是4000J；
③拉力做功的功率是100W
④滑轮组的机械效率是80%．

点评 考查了滑轮组的机械效率的计算以及滑轮组的使用特点，注意绳子自由端和物体被提升高度的关系．