Question

14．用如图所示的滑轮组提升重为500N的重物，已知动滑轮总量为100N，若不计绳重和摩擦，在图示拉力F作用下经4s使重物匀速上升2m．求
（1）拉力F的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）此滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）根据F=$\frac{1}{4}$（G+G_动）求出拉力大小；
（2）根据s=4h求出拉力移动距离，根据W_总=Fs求出拉力做的总功，根据P=$\frac{{W}_{总}}{t}$求出功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{F4h}$=$\frac{G}{4F}$求出机械效率．

解答 已知：物重G=500N，动滑轮重G_动=100N，时间t=4s，高度h=2m
求：（1）拉力F=？；（2）功率P=？；（3）机械效率η=？
解：（1）拉力F=$\frac{1}{4}$（G+G_动）=$\frac{1}{4}$×（500N+100N）=150N；
（2）拉力移动距离s=4h=4×2m=8m，
拉力做的总功W_总=Fs=150N×8m=1200J，
拉力的功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1200J}{4s}$=300W；
（3）滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{F4h}$×100%=$\frac{G}{4F}$×100%=$\frac{500N}{4×150N}$×100%≈83.3%．
答：（1）拉力F的大小为150N；
（2）拉力F做功的功率为300W；
（3）滑轮组的机械效率为83.3%．

点评 此题主要考查的是学生对滑轮组的省力特点、总功、功率和机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，基础性题目．