Question

9．如图所示装置图，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6m． 
（1）请在图上画出绳子的绕法；
（2）求滑轮组的机械效率；
（3）求拉力的功率．

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，对物体所做的功为有用功，利用W=Gh计算；动力（手的拉力）做的功为总功，利用W=Fs计算．再利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（3）知道做功时间，利用功率公式即可求出拉力的功率．

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=2×6m=12m，
有用功：W_有=Gh=800N×6m=4800J，
总功：W_总=Fs=500N×12m=6000J，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4800J}{6000J}$×100%=80%；
（3）拉力的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{6000J}{60s}$=100W．
答：（1）如图所示；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）拉力做功的功率为100W．

点评 本意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）．