Question

14．如图所示，滑轮规格相同、重均为60N．工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m．不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为240N，工人拉动绳子做功的功率为120W．此过程中，滑轮组的机械效率为80%．

Answer 1

分析 （1）不计绳重及轮轴间摩擦，知道动滑轮重力、拉力F，利用F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）求物体重力；
（2）求出拉力端移动距离，利用W=Fs求拉力F做功，知道时间，利用P=$\frac{W}{t}$求工人拉动绳子做功的功率；
（3）求出提升物体做的有用功，利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）不计绳重及轮轴间摩擦，F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），
可得：G=nF-G_动=2×150N-60N=240N；
（2）拉力端移动距离s=2h=2×8m=16m，
拉力F做功：
W_总=Fs=150N×16m=2400J，
功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2400J}{20s}$=120W；
（3）提升物体做功W_有=Gh=240N×8m=1920J，
机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1920J}{2400J}$×100%=80%．
故答案为：240；120；80．

点评 本题考查了使用滑轮组功、功率和机械效率的计算，利用好不计绳重及轮轴间摩擦时拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）是解题的突破口．