Question

装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为500N的货物，所用的拉力F为300N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中求：（不计绳重及绳与滑轮摩擦）
（1）拉力F功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）当将1000N的重物提升2m时，所用拉力做的功是多大？拉力是多大？

Answer 1

分析：（1）根据W=Fs求出拉力做的总功，根据P=

W

t

求出功率；
（2）根据s=2h求出物体上升的高度，根据W=Gh求出有用功，根据η=

W有用

W总

求出机械效率；
（3）不计绳重及绳与滑轮摩擦，根据F=

1

2

（G+G_动）求出动滑轮重，再根据F=

1

2

（G+G_动）求出第二次的拉力，根据s=2h求出拉力移动距离，根据W=Fs求出拉力做的总功．

解答：已知：物重G₁=500N，G₂=1000N，拉力F₁=300N，时间t=50s，高度h₂=2m，拉力移动距离s₁=2m，n=2
求：（1）拉力F功率P=？；（2）滑轮组的机械效率η=？；（3）拉力F₂=？；拉力做的功W_总2=？
解：（1）拉力做的总功W_总1=F₁s₁=300N×2m=600J，
拉力的功率P=

W总1

t

=

600J

50s

=12W；
（2）∵s=2h
∴物体上升的高度h₁=

s1

2

=

2m

2

=1m，
有用功W_有用=G₁h₁=500N×1m=500J，
滑轮组的机械效率η=

W有用

W总1

×100%=

500J

600J

×100%≈83.3%；
（3）∵F=

1

2

（G+G_动）
∴动滑轮重G_动=2F₁-G₁=2×300N-500N=100N，
第二次的拉力F₂=

1

2

（G₂+G_动）=

1

2

×（1000N+100N）=550N，
拉力移动距离s₂=2h₂=2×2m=4m，
拉力做的功W_总2=F₂s₂=550N×4m=2200J．
答：（1）拉力F功率为12W；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）所用拉力做的功是2200J；拉力为550N．

点评：此题主要考查的是学生对有用功、总功、功率、机械效率和滑轮组省力情况计算公式的理解和掌握，有一定难度．