Question

18．如圖所示，工人用滑輪組勻速提升重800N的貨物，所用的拉力F為500N，貨物在50s內勻速上升5m．在此過程中：
①貨物上升的速度是多少？
②拉力所做的有用功是多少？
③拉力做功的功率是多少？
④滑輪組的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計算貨物上升的速度；
（2）根據(jù)公式W=Gh可求出拉力所做的有用功；
（3）根據(jù)公式W=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求出功率；
（4）根據(jù)圖中滑輪組中線的繞法，利用滑輪組機械效率的公式η=$\frac{G}{nF}$即可求出．

解答 解：①貨物上升的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{5m}{50s}$=0.1m/s；
②拉力做的有用功：W_有用=Gh=800N×5m=4000J；
③因為貨物上升5m，所以繩子自由端被拉下的距離s=nh=2×5m=10m，
拉力做的功為：W_總=Fs=500N×10m=5000J；
功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{5000J}{50s}$=100W；
④使用滑輪組時，動滑輪是由兩股繩子承擔，則繩子自由端被拉下的距離s=2h，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$得滑輪組的機械效率：
η=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{800N}{2×500N}$×100%=80%．
答：①貨物上升的速度是0.1m/s；
②拉力所做的有用功是4000J；
③拉力做功的功率是100W
④滑輪組的機械效率是80%．

點評 考查了滑輪組的機械效率的計算以及滑輪組的使用特點，注意繩子自由端和物體被提升高度的關系．