Question

一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重），站在地上将400N重的货物经过10s匀速提高4m，所用的拉力是250N，求：
（1）这个工人做功的功率是多少？
（2）此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？

Answer 1

【答案】分析：解答本题关键是要了解（1）在不计绳重和摩擦的情况下，若有n段绳子在拉重物，则F=（G_动+G_物）．
（2）有n段绳子在拉重物，则S=nh．
（3）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物．
（4）工人做的功为总功，重物被拉升的为有用功．
解答：解：
（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物，故S=2h=8m．再由W=FS求出工人做的功，最后由求出功率．
（2）工人做的功为总功，重物被拉升为有用功．即W_总=FS，W_有用=Gh，再由求出机械效率，
（3）先由拉400N重物用的拉力为250N，根据F=（G_动+G_物）算出动滑轮重．再根据此公式算出拉800N重物需多大拉力．
故本题的解答过程为：
（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物
工人做功W=FS=250N×2×4m=2000J
则
（2）W_有用=Gh=400N×4m=1600J

（3）不计绳重及摩擦，故有F=（G_动+G_物）
拉400N重物用的拉力为250N，则动滑轮重G动=2F-G_物=2×250N-400N=100N
则拉800N重物时，拉力F=（G_动+G′_物）=×（100N+800N）=450N
答：（1）工人做功的功率为200W；（2）机械效率为80%；（3）拉800N重物需用力450N．
点评：本题是比较综合性的滑轮组试题，有不少隐藏条件需要在题目中去挖掘，对学生的要求较高．