Question

15．如图所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m，所用拉力F为12.5N．则动滑轮重为5N．4s内拉力F的功率为12.5W滑轮组的机械效率为80%．

Answer 1

分析 （1）首先确定滑轮组绳子的有效股数，然后根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）计算动滑轮重力；
（2）根据s=nh求出绳端移动的距离，利用W=Fs求拉力做的功；再根据P=$\frac{W}{t}$计算拉力F的功率；
（3）利用W=Gh求出克服物体重力做的有用功，再根据效率公式求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）由图可知，n=2，
因为不计摩擦和绳重，F=$\frac{1}{n}$（G+G_动），
则动滑轮重力G_动=2F-G=2×12.5N-20N=5N；
（2）拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力F做的功：W_总=Fs=12.5N×4m=50J，
拉力F的功率为：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{50J}{4s}$=12.5W；
（3）克服物体重力做的有用功：W_有=Gh=20N×2m=40J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{40J}{50J}$×100%=80%．
故答案为：5；12.5；80%．

点评 本题考查了使用滑轮组有用功、总功、功率和械效率的计算，关键是绳子有效股数的判断和公式的灵活运用．