Question

17．如图所示，工人用200N的拉力，在15s的时间内，将重510N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，不计绳重及摩擦，求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重力．

Answer 1

分析 （1）由图可知n=3，根据s=3h求出绳子自由端移动距离，根据W=Fs求出拉力做的功，再根据P=$\frac{{W}_{总}}{t}$求出拉力做功的功率；
（2）根据W_有用=Gh求出有用功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重及摩擦，根据F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）求出动滑轮的重力．

解答 解：
（1）由图可知n=3，则绳子自由端移动距离：s=3h=3×6m=18m，
拉力做的功：W_总=Fs=200N×18m=3600J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3600J}{15s}$=240W；
（2）有用功：W_有用=Gh=510N×6m=3060J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{3060J}{3600J}$×100%=85%；
（3）不计绳重及摩擦，根据F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）可得，动滑轮的重力：
G_动=3F-G=3×200N-510N=90N．
答：（1）拉力做功的功率为240W；
（2）滑轮组的机械效率为85%；
（3）动滑轮的重力为90N．

点评 本题考查了总功、总功率、有用功、机械效率和滑轮组省力情况的计算，关键是公式的灵活应用．