Question

9．如图所示，用此滑轮组在4s内将重力为50N的物体匀速提升2m，绳端拉力为20N，不计摩擦及绳重，求：
（1）滑轮组的机械效率
（2）拉力的功率
（3）动滑轮的重．

Answer 1

分析 （1）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求出拉力做的总功，根据W=Gh求出拉力做的有用功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（2）利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（3）不计摩擦及绳重，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出动滑轮的重力．

解答 解：（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s=nh=3×2m=6m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=20N×6m=120J，
所做的有用功：
W_有=Gh=50N×2m=100J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{100J}{120J}$×100%≈83.3%；
（2）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{120J}{4s}$=30W； 
（3）不计摩擦及绳重，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）可得，动滑轮的重力：
G_动=nF-G=3×20N-50N=10N．
答：（1）滑轮组的机械效率为83.3%；
（2）拉力的功率为30W；
（3）动滑轮的重为10N．

点评 本题考查了做功公式和功率公式、滑轮组绳子拉力公式、机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．