Question

4．如图所示，小明用动滑轮把270N的重物在20s内匀速提升3m，所用的拉力是150N，在此过程中，拉力做功的功率是45W；动滑轮的机械效率是90%；不计绳重和摩擦，动滑轮的重是30N．

Answer 1

分析 已知动滑轮绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出动滑轮的机械效率；利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出动滑轮重．

解答 解：货物上升的速度：
v=$\frac{h}{t}$=$\frac{3m}{20s}$=0.15m/s，
有用功：W_有=Gh=270N×3m=810J，
动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离：s=nh=2×3m=6m，
总功：W_总=Fs=150N×6m=900J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{900J}{20s}$=45W，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{810J}{900J}$×100%=90%；
因为不计绳重和摩擦，
所以，F=$\frac{1}{n}$（G+G_动），
则动滑轮的重：G_动=nF-G=2×150N-270N=30N．
故答案为：45；90%；30．

点评 本题考查了有用功、总功、功率、滑轮组机械效率以及求动滑轮重力的计算，明确动滑轮绳子的有效股数是关键，常见题目．