Question

3．滑輪組即能省力又能改變力的方向．如圖所示，建筑工人用自制的滑輪組把600N的重物緩慢提升2m，繩自由端的拉力F=250N．（不計(jì)繩重及摩擦，g取10N/kg）
（1）拉力F所做的功是多少焦？
（2）動(dòng)滑輪的重為多少牛？
（3）該滑輪組的機(jī)械效率為多少？

Answer 1

分析 （1）已知拉力和動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)，根據(jù)公式W=Fs可求拉力做的功；
（2）拉力等于物重與動(dòng)滑輪重的和的$\frac{1}{3}$．
（3）提升重物做的功為有用功，有用功與總功的比值等于機(jī)械效率，

解答 解：（1）由圖可知，n=3，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=3h=3×2m=6m，
拉力做的功：
W_總=Fs=250N×3×2m=1500J；
（2）根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動(dòng)）可得動(dòng)滑輪重：
G_動(dòng)=3F-G=3×250N-600N=150N．
（3）有用功：
W_有用=Gh=600N×2m=1200J，
機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%．
答：（1）拉力F所做的功是1500J；
（2）動(dòng)滑輪的重為150N；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，難點(diǎn)是動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)，這也是重點(diǎn)．