Question

【题目】如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，不计绳重及摩擦，求这个过程中：

（1）绳子自由端移动的距离．

（2）此滑轮的机械效率．

（3）拉力F的功率．

（4）第二次拉建筑材料的拉力变为500N，此时的机械效率．

Answer 1

【答案】（1）3m．（2）75%．（3）120W．（4）80%

【解析】（1）由图知道，由3段绳子承担物重，即n=3，所以绳子自由端移动的距离是：s=nh=3×1m=3m；

（2）由题意知道，拉力F做的有用功是：W有=Gh=900N×1m=900J，

F做的总功是：W总 =Fs=400N×3m=1200J，

额外功是：W额=W总-W有用=1200J-900J=300J

故此滑轮组的机械效率：η=W有/W总×100%=900J/1200J×100%=75%；

（3）拉力F的功率：P=W总/t=1200J/10s=120W；

（4）第二次拉建筑材料的拉力变为500N，额外功不变，

所以F做的总功是：W'总 =Fs=500N×3m=1500J，有用功是：W'有用=1500J-300J=1200J，

故此滑轮组的机械效率是：η=W'有/W'总×100%=1200J/1500J×100%=80%；