Question

一个工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力600N，绳子自由端4秒内拉下4m，不考虑绳重和摩擦，
求：（1）拉绳的平均速度；
（2）有用功和总功功率；
（3）机械效率；
（4）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少？

Answer 1

分析：（1）知道绳子被拉下的距离和时间，根据v=

s

t

就可以计算出拉绳的速度；
（2）有用功是对货物做的功，用W_有用=Gh计算，根据W_总=Fs计算出总功，再根据p=

W总

t

计算出总功的功率；
（3）机械效率等于有用功和总功的比值，即η=

W有用

W总

×100%
（4）不考虑绳重和摩擦，当提升2000N重物时，利用F=

1

4

（G_物+G_轮）求出动滑轮重；再利用F=

1

4

（G_物+G_轮）求出提升3200N重物时的拉力

解答：解：（1）绳子自由端4秒内拉下4m，
∴拉绳的速度v=

s

t

=

4m

4s

=1m/s
（2）由图可见，与动滑轮相连的绳子有4段，因此绳子自由端拉下4m时，货物升高的高度h=

s

n

=

4m

4

=1m；
∴W_有用=Gh=2000N×1m=2000J
W_总=Fs=600N×4m=2400J，
拉力做功功率：P=

W总

t

=

2400J

4s

=600W
（3）滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

2000J

2400J

×100%≈83.3%
（4）不考虑绳重和摩擦，当提升G=2000N的重物时，
∵F=

1

4

（G_物+G_轮），
即：600N=

1

4

（2000N+G_轮），
∴动滑轮重：G_轮=400N，
当提升G=3200N的重物时，
F′=

1

4

（G_物′+G_轮）=

1

4

（3200N+400N）=900N．
答：（1）拉绳的平均速度是1m/s；
（2）有用功是2000J，总功功率是600W；
（3）滑轮组的机械效率是83.3%；
（4）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为900N．

点评：本题考查了使用滑轮组拉力的计算，有用功、总功、功率、机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系是本题的关键．