Question

14．如图，用机械效率为70%的滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在10s内竖直上升了1m．求：
（1）有用功；
（2）人拉绳子做的功；
（3）拉力F；
（4）不计绳重和摩擦，求滑轮重．

Answer 1

分析 （1）知道物体的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）知道有用功和滑轮组的机械效率，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出人拉绳子做的功；
（3）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力F；
（4）不计绳重和摩擦，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出动滑轮的重力．

解答 解：（1）有用功：
W_有=Gh=350N×1m=350J；
（2）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可得，人拉绳子做的功：
W_总=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{350J}{70%}$=500J；
（3）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s=nh=3×1m=3m，
由W=Fs可得，拉力的大小：
F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{500J}{3m}$=$\frac{500}{3}$N≈166.7N；
（4）不计绳重和摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮的重力：
G_动=nF-G=3×$\frac{500}{3}$N-350N=150N．
答：（1）有用功为350J；
（2）人拉绳子做的功为500J；
（3）拉力F为166.7N；
（4）滑轮重为150N．

点评 本题考查了做功公式、机械效率公式、滑轮组拉力公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数较为关键．