Question

20．如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为250N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为100N．试问：
（1）人拉绳子做功的功率为多少？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）动滑轮重多少？（不计绳重和摩擦）

Answer 1

分析 （1）知道物体的匀速上升高度，根据滑轮组的特点，计算绳子末端移动的距离；又知道拉力大小，根据功的公式和功率公式求人拉绳做功的功率；
（2）知道物体重和上升的高度，利用功的公式计算有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）求出了有用功、总功，可以得出额外功的大小，因为不计绳重和摩擦，利用W_额=G_轮h求动滑轮重．

解答 解：（1）绳子末端移动的距离：
s=3h=3×1m=3m，
拉力做功：
W_总=Fs=100N×3m=300J，
拉力做功功率为：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{300J}{10s}$=30W．
（2）对物体做有用功：
W_有=Gh=250N×1m=250J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{250J}{300J}$×100%≈83.3%；
（3）不计绳重和摩擦，
W_额=G_轮h=G_轮×1m=W_总-W_有=300J-250J=50J，
G_轮=50N．
答：（1）人拉绳子做功的功率为30W；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）动滑轮重为50N．

点评 本题综合考查了有用功、额外功和总功的计算、功率的计算、机械效率的计算，利用好s=3h是本题的突破口，属于易错题．