Question

16．如图所示，用滑轮组匀速提升一个重600N的物体，若拉力的功率为150W，整个装置的机械效率为80%，不计摩擦和绳重，
求：（1）作用在绳上的拉力F
（2）动滑轮的重
（3）物体上升的速度．

Answer 1

分析 （1）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$计算作用在绳上的拉力；
（2）不计摩擦和绳重，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）计算动滑轮的重；
（3）由P=Fv=Fnv_物计算物体上升的速度．

解答 解：
（1）由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$可得，作用在绳上的拉力：
F=$\frac{G}{nη}$=$\frac{600N}{3×80%}$=250N；
（2）不计摩擦和绳重，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮的重：
G_动=3F-G=3×250N-600N=150N；
（3）绳子自由端上升的速度v=nv_物，
由P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=Fnv_物可得物体上升的速度：
v_物=$\frac{P}{nF}$=$\frac{150W}{3×250N}$=0.2m/s．
答：（1）作用在绳上的拉力为250N；
（2）动滑轮的重为150N；
（3）物体上升的速度为0.2m/s．

点评 本题考查了机械效率和功率公式的应用，关键是正确找到通过动滑轮绳子的段数n，利用好不计摩擦和绳重F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）．