Question

12．某人用如圖所示的滑輪組勻速提升800N的重物，所用的拉力F為500N，物體升高2m，在此過程中，不計摩擦和繩重，求：
（1）拉力F所做的功；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）如果用此滑輪組勻速提升600N的重物，拉力應(yīng)為多大？

Answer 1

分析 （1）利用s=nh求出繩子自由端移動的距離，利用W=Fs計算拉力做的功；
（2）已知承擔(dān)物重的繩子的股數(shù)、物重和拉力，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$計算滑輪組的機械效率；
（3）不計繩重和摩擦，已知承擔(dān)物重的繩子的股數(shù)、物重和拉力，利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）的變形求出動滑輪重，再利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）求出拉力的大�。�

解答 解：（1）由圖可知n=2，則繩子自由端移動的距離s=2h=2×2m=4m，
拉力做的功為W=Fs=500N×4m=2000J；
（2）滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%=$\frac{800N}{2×500N}$×100%=80%；
（3）由F=$\frac{1}{2}$（G+G_動）可得，動滑輪的重力為：G_動=2F-G=2×500N-800N=200N；
當(dāng)提起600N的重物時，所用拉力為F′=$\frac{1}{2}$（G′+G_動）=$\frac{1}{2}$×（600N+200N）=400N．
答：（1）拉力做的功為2000J；
（2）滑輪組的機械效率為80%；
（3）如果用此滑輪組勻速提升600N的重物，拉力應(yīng)為400N．

點評 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算，利用好不計繩重和摩擦?xí)r拉力和物重的關(guān)系[F=$\frac{1}{n}$（G_輪+G_物）]是本題的關(guān)鍵．