Question

18．如图所示，工人用250N的力F为400N的物体在10s内匀速提升2m，（摩擦和绳重不计）求：
（1）动滑轮的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）动滑轮的机械效率．

Answer 1

分析 （1）使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，摩擦和绳重不计，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮），据此求动滑轮重力；
（2）求出拉力端移动的距离，拉力F与拉力移动距离的乘积为总功；根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（3）克服物体的重力所做的功是有用功，利用W=Gh即可求出有用功；有用功与总功的比值是机械效率．

解答 解：
（1）由图知，使用的是动滑轮，n=2，
摩擦和绳重不计，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮），
则动滑轮的重力：
G_轮=2F-G=2×250N-400N=100N；
（2）拉力端移动的距离：
s=2h=2×2m=4m；
拉力所做的总功：
W_总=Fs=250N×4m=1000J；
拉力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W；
（3）有用功：W_有=Gh=400N×2m=800J；
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%．
答：（1）动滑轮的重力为100N；
（2）拉力F的功率为100W；
（3）动滑轮的机械效率为80%．

点评 本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、功率、机械效率的计算，要利用好使用动滑轮时，若摩擦和绳重不计，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮）．