Question

3．用如图所示滑轮组提升重物，每个滑轮重8N，人用50N的拉力F，15s内使重为90N的物体匀速上升了3m．求：
（1）人拉绳子的速度与做功功率．
（2）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）由滑轮组的结构知道n=2，s=2h．根据15s内使重为90N的物体匀速上升了3m，可求得物体上升的速度，然后可知人拉绳子的速度；
利用s=2h求出拉力移动的距离，再根据W_总=Fs求出总功，最后根据P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（2）先利用W_有=Gh求有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）物体上升的速度v=$\frac{h}{t}$=$\frac{3m}{15s}$=0.2m/s，
由滑轮组的结构知道n=2，人拉绳子的速度v′=2v=2×0.2m/s=0.4m/s，
人拉绳子做功的功：W_总=Fs=Fnh=50N×2×3m=300J，
人拉绳子做功的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{300J}{15s}$=20W，
（2）滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{G}_{物}h}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{90N×3m}{300J}$×100%=90%．
答：（1）人拉绳子的速度为0.2m/s，做功的功率为20W．
（2）滑轮组的机械效率是90%．

点评 本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式以及s=nh的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键．