Question

6．如图所示，用滑轮组提起重200N的物体，使物体在10s内匀速上升了2m，此时绳子自由端拉力F为100N，若不计摩擦和绳重，求：
（1）拉力的有用功；
（2）拉力的总功；
（3）拉力做功的功率；
（4）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）已知物重和上升高度，可以得到有用功；
（2）由图知，承担物重的绳子有3段，已知物体上升高度，可以得到绳子拉下的长度；已知拉力和绳子拉动的距离，可以得到总功；
（3）已知拉力做的功和所用时间，可以得到拉力的功率；
（4）已知有用功和总功，两者之比是滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）拉力的有用功为W_有用=Gh=200N×2m=400J；
（2）绳子移动的距离为s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功为W_总=Fs=100N×6m=600J；
（3）拉力的功率为P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{600J}{10s}$=60W；
（4）滑轮组的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{400J}{600J}$≈67%．
答：
（1）拉力的有用功为400J；
（2）拉力的总功为600J
（3）拉力做功的功率为60W；
（4）滑轮组的机械效率为67%．

点评 此题考查的是滑轮组的特点、机械效率和功率计算公式的应用，属于力学重要规律的考查，计算过程不复杂，掌握基本规律和计算公式就能正确解答．