Question

13．装卸工人用如图所示的装置将重为1440N的货物提至高处，人对绳的拉力为800N，货物在1min内匀速上升了5m，则：
（1）请你在图上画出绳子的绕法；
（2）求拉力的功率；
（3）求滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）滑轮组绳子的绕法：要求施力方向向下，也就是说最后绳子必须从定滑轮绕出来，从而再往回画，绕过上面定滑轮，再绕过下面的动滑轮，这样反复完成；
（2）确定绳子股数n=2，物体上升5m，绳子自由端将下降s=10m，用W_总=FS算出拉力做的功．
t=1min=60s，用P=$\frac{W}{t}$算出功率．
（3）先算出有用功W_有用，再用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$算出机械效率．

解答 解：（1）要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示；
（2）绳子股数n=2，则s=nh=2×5m=10m．
则W_总=Fs=800N×10m=8000J．
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8000J}{60s}$≈133.3W．
（3）W_有用=Gh=1440N×5m=7200J，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{7200J}{8000J}$×100%=90%．
答：（1）拉力所做的功为8000J．
（2）拉力的功率为133.3W．
（3）滑轮组的机械效率为90%．

点评 本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、额外功、总功、机械效率的计算，涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用，知识点多，属于难题．