Question

5．一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m，不计绳重与滑轮间摩擦，求：
（1）滑轮组所做的有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力的功率是多少？
（4）动滑轮的重是多少？

Answer 1

分析 （1）根据W_有用=Gh求出有用功；
（2）根据s=3h求出拉力移动距离，根据W_总=Fs求出总功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出其机械效率；
（3）根据P=$\frac{{W}_{总}}{t}$求出拉力的功率；
（4）根据F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）求出动滑轮重．

解答 已知：物重G=450N，拉力F=200N，时间t=5s，高度h=1m
求：（1）有用功W_有用=？；（2）机械效率η=？；（3）功率P=？；（4）动滑轮的重G_动=？
解：（1）有用功W_有用=Gh=450N×1m=450J；
（2）拉力移动距离s=3h=3×1m=3m，
拉力做的总功W_总=Fs=200N×3m=600J，
机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{450J}{600J}$×100%=75%；
（3）拉力的功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{600J}{5s}$=120W；
（4）由F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）得：
动滑轮重G_动=3F-G=3×200N-450N=150N．
答：（1）滑轮组所做的有用功是450J；
（2）滑轮组的机械效率是75%；
（3）拉力的功率为120W；
（4）动滑轮的重是150N．

点评 此题主要考查的是学生对有用功、总功、机械效率、功率、滑轮组省力特点的理解和掌握，基础性题目．