Question

3．在农村常有家庭挖井取水．小明同学用如图所示的滑轮组提水，他用100N的力把重为150N的水从井中匀速提升4m用了10s的时间．求：
（1）物体上升的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力做功的功率．

Answer 1

分析 （1）已知水桶上升的高度和所用时间，根据v=$\frac{h}{t}$计算物体上升的速度；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的段数n=2，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$计算滑轮组的机械效率；
（3）先根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功，最后利用P=$\frac{W}{t}$计算拉力做功的功率．

解答 解：（1）物体上升的速度：
v=$\frac{h}{t}$=$\frac{4m}{10s}$=0.4m/s；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的段数n=2，
则滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{150N}{2×100N}$×100%=75%．
（3）绳子自由端移动的距离：s=2h=2×4m=8m，
拉力做的功：W_总=Fs=100N×8m=800J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{800J}{10s}$=80W．
答：（1）物体上升的速度为0.4m/s；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力做功的功率为80W．

点评 此题考查了速度、机械效率、总功的计算，比较基础，熟练运用相关公式是解题的关键．