Question

15．如图所示，用滑轮组提升重物时，重240N的物体在10s内匀速上升了2m．已知拉绳子的力F为100N．不计绳重与摩擦．求：
（1）提升重物过程中的有用功．
（2）拉力F的功率．
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）知道物体重和上升的高度，利用W_有用=Gh求出有用功，
（2）由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数n=3，s=3h，再利用W_总=Fs求拉力做功；又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率；
（3）求出了有用功和总功，利用机械效率公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）提升重物过程中的有用功：
W_有用=Gh=240N×2m=480J；
（2）由题知，n=3，s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=100N×6m=600J，
拉力F的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{600J}{10s}$=60W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{480J}{600J}$×100%=80%；
答：（1）提升重物过程中的有用功为480J；
（2）拉力F的功率为60W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．

点评 本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，关键是由图得出n的值（直接从动滑轮上引出的绳子股数）．