Question

13．工人利用如图1所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人对绳的拉力为600N，则滑轮组对重物所做的有用功 W_有用=450J，该滑轮组此时的机械效率η=75%．如图2，体重500N的人，要将G=700N的吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦．人站在吊篮中至少要用400N的力拉绳．

Answer 1

分析 （1）已知物体的重力和物体升高的高度，根据公式W=Gh可求滑轮组对重物所做的有用功；
（2）已知拉力的大小和物体升高的高度，以及动滑轮上的绳子段数，根据公式W=FS可求拉力所做的总功；
有用功总功的比值就是滑轮组的机械效率；
（3）此题可用整体法来进行分析．由于在匀速提升吊篮的过程中，整个系统处于平衡状态，那么三段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和．可据此求解．

解答 解：滑轮组对重物所做的有用功 W_有用=Gh=900N×0.5m=450J；
拉力做的总功W_总=Fs=F×2h=600N×2×0.5m=600J；
该滑轮组此时的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{450J}{600J}$×100%=75%；
将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于匀速提升吊篮，由二力平衡的条件知：
人的拉力F=$\frac{1}{n}$（G+G_人）=$\frac{1}{3}$（500N+700N）=400N．
故答案为：450；75；400．

点评 本题考查有用功、总功、机械效率、功率等的计算，考查的知识点较多，做题时一定要仔细认真，难点是判断动滑轮上的绳子段数．