Question

9．如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为450N的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为5kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．
（1）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大？
（2）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少？

Answer 1

分析 （1）由绕绳方式可知绳子的有效股数，绳重摩擦不计，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出人对绳子的拉力；
（2）根据W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出该滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）由图可知，n=2，绳重摩擦不计，G_动=m_动g=5kg×10N/kg=50N；
则人对绳子的拉力：
F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）=$\frac{1}{2}$（450N+50N）=250N，
（2）绳端移动的距离：
s=nh=2×5m=10m，
拉力做的功：
W_总=Fs=250N×10m=2500J，
有用功：
W_有=Gh=450N×5m=2250J，
该滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2250J}{2500J}$×100%=90%．
答：（1）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为250N；
（2）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为90%．

点评 本题考查了滑轮组的组装和滑轮组绳子的拉力、功、机械效率的计算，常见题目．