Question

18．如图所示，用滑轮组提起重300N的物体，使物体在10s内匀速上升了1m，此时绳子自由端拉力F为200N，若不计摩擦和绳重，求：
（1）滑轮组做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）有用功：
W_有=Gh=300N×1m=300J；
（2）由图可知，n=2，则绳端移动的距离：
s=nh=2×1m=2m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=200N×2m=400J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{400J}{10s}$=40W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{300J}{400J}$×100%=75%．
答：（1）有用功为300J；
（2）拉力做功的功率为40W；
（3）滑轮组的机械效率为75%．

点评 本题考查了功、功率和机械效率的计算，明确有用功和总功以及滑轮组绳子的有效股数是关键．