Question

2．工人利用图示的滑轮组将重400N的物体在2s内向上匀速提起2m．所用拉力为250N．
（1）滑轮组的机械效率是多少？拉力在这一过程中所做功的功率是多少？
（2）动滑轮的重是多少？（不计绳重和摩擦力）

Answer 1

分析 （1）由图可知通过动滑轮绳子的段数n=2，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$计算滑轮组的机械效率；
求出拉力移动的距离，利用W=FS求拉力做功，由P=$\frac{W}{t}$计算拉力的功率；
（2）不计绳重和摩擦，知道拉力和物重、n=2，利用F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动）求动滑轮重．

解答 解：（1）由图可知，n=2，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{400N}{2×250N}$×100%=80%；
s=2h=2×2m=4m，
拉力做W_总=Fs=250N×4m=1000J，
拉力做功的功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1000J}{2s}$=500W；
（2）不计绳重和摩擦力，
F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动）
所以G_动=2F-G_物=2×250N-400N=100N．
答：（1）滑轮组的机械效率是80%；拉力在这一过程中所做功的功率是500W；（2）动滑轮的重是100N．

点评 本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，用好不计绳重和摩擦时拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）是解题关键．