Question

1．用如图所示的滑轮组将重200N的物体在5s内匀速竖直提升3m，所用拉力F为120N．求：
（1）有用功；
（2）总功功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）若不计绳重和摩擦，动滑轮重力是多少？

Answer 1

分析 （1）物体的重力和重物上升的高度，利用W=Gh可求得有用功；
（2）已知拉力和距离，根据W=Fs求出拉力做的功；
已知拉力做的功和时间，利用公式P=$\frac{W}{t}$可求拉力F的功率；
（3）已知物重、拉力和承担物重的绳子段数，利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可求出滑轮组的机械效；
（4）根据F=$\frac{1}{2}$G_总可求得动滑轮重力．

解答 解：（1）有用功W=Gh=200N×3m=600J
（2）s=2h=2×3m=6m，
拉力做的功：W_总=Fs=120N×6m=720J；
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{720J}{5s}$=144W；
（3）滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{600J}{720J}$×100%≈83.3%；
（4）由F=$\frac{1}{2}$G_总可得，F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），
即120N=$\frac{1}{2}$（200N+G_动），
解得G_动=40N．
答：（1）有用功为600J；
（2）总功功率为144W；
（3）滑轮组的机械效率为80%；
（4）若不计绳重和摩擦，动滑轮重力是40N．

点评 此题考查了滑轮组的特点和机械效率计算公式、功率计算公式及其变形的应用，综合性较强，需要熟练掌握基本规律，根据需要进行选择或变形．