Question

11．如图所示的滑轮组，在60N的拉力F作用下，将重为100N的物体匀速提起1m，所用时间是5s．求：
（1）拉力F做功的功率．
（2）滑轮组匀速提升该重物时的机械效率．
（3）若不计绳重和摩擦，动滑轮重为多少？

Answer 1

分析 （1）由图可知拉力F移动的距离s=2h，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做功，又知道做功时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（2）知道物重和上升的高度，利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（3）根据F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）计算出动滑轮的重力．

解答 解：
（1）由图知，n=2，拉力F移动的距离：
s=2h=2×1m=2m，
拉力做功：
W_总=Fs=60N×2m=120J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{120J}{5s}$=24W；
（2）W_有=Gh=100N×1m=100J，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{100J}{120J}$×100%≈83.3%；
（3）不计绳重和摩擦时，F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）
得：G_动=nF-G=2×60N-100N=20N．
答：（1）拉力F做功的功率为24W；
（2）滑轮组匀速提升该重物时的机械效率为83.3%；
（3）若不计绳重和摩擦，动滑轮重为20N．

点评 本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，从滑轮组的结构图找出s与h的关系是本题的关键，利用好：不计绳重和摩擦时，F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）．