Question

9．如图所示装置，绳重及摩擦不计．装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F₁为500N，货物在1min内匀速上升了5m．
（1）请在图中画出绳子的绕法
（2）求拉力做的功和功率
（3）求滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）人站在地面上拉绳子，所以应先绕过定滑轮，固定端在定滑轮的挂钩上．
（2）利用滑轮组做功时，动力（手的拉力）做的功为总功，利用W=Fs计算，知道做功时间，利用功率公式即可求出拉力的功率；
（3）对物体所做的功为有用功，利用W=Gh计算，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示：

（2）由图可知，n=2，则s=2h=2×5m=10m，
总功：W_总=Fs=500N×10m=5000J，
功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{5000J}{60s}$≈83.3W；
（3）有用功：W_有=Gh=800N×5m=4000J，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4000J}{5000J}$×100%=80%；
答：（1）见解答图；
（2）拉力做的功为5000J；功率为183.3W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．

点评 本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、总功、功率、机械效率的计算，本题关键是确定滑轮组承担物重绳子股数n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数）．