Question

如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳子重和摩擦不计，在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上身，求：
（1）拉力F的大小．
（2）拉力做功的功率．
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析：由图知：承担物重的绳子有3段，
（1）使用滑轮组时，不计绳重和摩擦，提起物体的力是物重和动滑轮重的三分之一；
（2）绳子自由端移动的速度是物体上升速度的三倍；已知拉力和绳子自由端移动的速度，利用公式P=Fv得到拉力的功率；
（3）已知物重和动滑轮重，利用机械效率变形公式得到滑轮组的机械效率．

解答：已知：n=3  G=180N  G_动=20N  v_物=0.1m/s
求：（1）F=？（2）P=？（3）η=？
解：
（1）F=

1

3

（G+G_动）=

1

3

×（180N+20N）=

200

3

N≈67N；
（2）绳子自由端移动的速度为v_绳=3v_物=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力的功率为P=

W

t

=

Fs

t

=Fv_绳=

200N

3

×0.3m/s=20W；
（3）滑轮组的机械效率为η=

W有用

W总

×100%=

W有用

W有用+W额

×100%=

Gh

Gh+G动h

×100%=

G

G+G动

×100%=

180N

180N+20N

×100%=90%．
答：（1）拉力F约为67N．
（2）拉力做功的功率为20W．
（3）滑轮组的机械效率为90%．

点评：此题考查的是滑轮组的特点和机械效率的计算，熟悉基本公式，会正确判断承担物重的绳子段数，是解决此类问题的关键．