Question

17．如圖所示，用此滑輪組在4s內(nèi)將重為50N的物體勻速提升2m，繩端拉力為20N，不計(jì)摩擦及繩重，拉力做功的功率為30W，此滑輪組的機(jī)械效率為83.3%（百分?jǐn)?shù)后保留一位小數(shù)）；若用該滑輪組勻速提升80N的物體，則拉力為30N．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，已知繩端拉力為20N，根據(jù)W=Fs可求拉力做功；根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求拉力做功的功率；
（2）根據(jù)W=Gh求出克服物體重力做的有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，根據(jù)效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率．
（3）根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪重力，不計(jì)摩擦及繩重，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求出此時(shí)的拉力，

解答 解：
（1）由圖可知，n=3，則繩端移動(dòng)的距離：s=nh=3×2m=6m，
拉力做功：W=Fs=20N×6m=120J，
拉力做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{120J}{4s}$=30W；
（2）有用功：W_有用=Gh=50N×2m=100J；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{W}$=$\frac{100J}{120J}$×100%≈83.3%；
（3）不計(jì)摩擦及繩重，繩端的拉力F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)），
即：20N=$\frac{1}{3}$（50N+G_動(dòng)）
解得，動(dòng)滑輪重力G_動(dòng)=10N，
若用該滑輪組勻速提升80N的物體，不計(jì)摩擦及繩重，
則此時(shí)的拉力：F′=$\frac{1}{3}$（G′+G_動(dòng)）=$\frac{1}{3}$×（80N+10N）=30N．
故答案為：30；83.3%；30．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑輪組繩子拉力的計(jì)算和滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是繩子有效股數(shù)的判斷和公式的靈活運(yùn)用．