Question

工人師傅用如圖所示的滑輪組在20s內(nèi)將重500N的物體從地面勻速吊上4m高的陽臺，所用的拉力為200N，若不計繩重和摩擦．求：
（1）有用功多大？
（2）工人師傅做的總功及功率各多大？
（3）滑輪組的機械效率多大？

Answer 1

解：
（1）∵G=500N，h=4m，
∴克服重力做的有用功為：W_有用=Gh=500N×4m=2000J．
（2）從圖可知，有三段繩子吊著物體，
而h=4m，
∴繩子自由端移動的距離為：S=3h=3×4m=12m；
∵F=200N，
∴拉力做的總功為：W_總=FS=200N×12m=2400J；
又∵t=20s，
∴拉力的功率為；P===120W．
（3）滑輪組的機械效率為：η==≈83.3%．
答：（1）有用功為2000J．
（2）工人師傅做的總功為2400J，功率為120W．
（3）滑輪組的機械效率為83.3%．
分析：（1）知道物體的重力和物體升高的高度，可利用公式W=Gh計算出克服重力做的有用功．
（2）從圖可知，有三段繩子吊著物體，知道物體上升的高度，從而可以計算出繩子自由端移動的距離；知道拉力的大小，可利用公式W=FS計算出拉力做的總功；又知道做功的時間，可利用公式P=計算出拉力的功率．
（3）可利用公式η=計算出滑輪組的機械效率．
點評：本題考查了學生對總功、有用功、滑輪組機械效率和功率的計算公式理解和應用，關鍵是吊著物體繩子的段數(shù)，已知量都知道直接代入即可．