Question

工人利用如图所示的滑轮组用200N的拉力将400N的物体向上匀速提升，物体上升2m的时间为5秒，不考虑绳重和摩擦，求：
（1）工人做的总功？
（2）工人做功的功率？
（3）此时的机械效率是多少？
（4）如果提升另一个700N的物体，则机械效率又为多少？

Answer 1

解：（1）s=3×2m=6m，t=5s，
工人做的总功W_总=Fs=200N×6m=1200J；
（2）工人做功的功率P===240W；
（3）W_有用=G₁h=400N×2m=800J；
W_有用=800J，W_总=1200J，
η=×100%=×100%=66.7%，
（4）由（3）知：W_额外=W_总-W_有用=1200J-800J=400J，
由W_额外=G_动滑轮h得G_动滑轮===200N；
所以提升700N的重物时，滑轮组的机械效率为η₁===77.8%；
答：（1）工人做的总功为1200J．
（2）工人做功的功率为240W；
（3）滑轮组的机械效率66.7%；
（4）如果提升另一个700N的物体，则机械效率又为77.8%；
分析：（1）根据动滑轮上有几根绳子承担，将F=200N，s=3×2m代入W=Fs，可求工人做的总功；
（2）再根据P=即可求出工人做功的功率；
（3）根据W=Gh，将G=500N，h=4m代入即可求出工人做的有用功；再利用η=×100%即可得出答案．
（4）根据求出的总功和有用功，求出额外功，再利用额外功求出动滑轮重，最后利用公式η=求出此时的机械效率．
点评：本题主要考查功的计算，滑轮组绳子拉力的计算，滑轮组的机械效率，功率的计算等知识点，综合性强，难度不大，属于中档题，关键是求动滑轮的重力．