Question

7．如图所示，动滑轮的重力为30N，物体的重力为270N，若不计绳重和摩擦力，在拉力F作用下，物体以0.2m/s的速度匀速上升，则在2s内拉力做的功为120 J，滑轮组的机械效率为90%．

Answer 1

分析 由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，不计绳重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_轮）；利用s=vt求物体升高的高度，拉力端移动的距离s=3h，利用W=Fs求拉力做的总功，利用W=Gh求拉力做的有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求滑轮组的机械效率．

解答 解：
由图知，n=3，
不计绳重和摩擦，拉力：
F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_轮）=$\frac{1}{3}$×（270N+30N）=100N，
由v=$\frac{s}{t}$得物体升高的高度：
h=vt=0.2m/s×2s=0.4m，
拉力端移动的距离s=3h=3×0.4m=1.2m，
拉力做的功：
W_总=Fs=100N×1.2m=120J，
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=270N×0.4m=108J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{108J}{120J}$×100%=90%．
故答案为：120；90%．

点评 本题考查了使用滑轮组绳子拉力的计算、功和机械效率的计算以及速度公式的应用，虽知识点多、综合性强，但都属于基础，难度不大．