Question

工人用如圖所示的滑輪組提升重物，在l0s內(nèi)將240N的物體勻速提升2m．已知工人的拉力為l00N（不計(jì)繩重與摩擦阻力），求：
（1）對重物做的有用功；
（2）工人做功的功率；
（3）滑輪組的機(jī)械效率；
（4）如果用此滑輪組勻速提升300N的重物，拉力應(yīng)為多大？

Answer 1

分析：由滑輪組結(jié)構(gòu)看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，s=3h．
（1）知道物體重和上升的高度，利用W_有用=Gh求出有用功，
（2）利用s=3h求繩的自由端移動的距離，再利用W_總=Fs求拉力做功；又知道做功時間，利用功率公式求拉力做功的功率；
（3）求出了有用功和總功，利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（4）由于不計(jì)繩重與摩擦阻力，利用F=

1

3

（G_物+G_動）求動滑輪重；再利用F′=

1

3

（G_物′+G_動）求勻速提升300N的重物時的拉力．

解答：解：
（1）W_有用=Gh=240N×2m=480J；
（2）由題知，n=3，s=3h=3×2m=6m，
W_總=Fs=100N×6m=600J，
P=

W

t

=

600J

10s

=60W，
（3）η=

W有用

W總

=

480J

600s

=80%；
（4）∵不計(jì)繩重與摩擦阻力，
∴F=

1

3

（G_物+G_動），
即：100N=

1

3

（240N+G_動），
∴G_動=60N，
勻速提升300N的重物時：
F′=

1

3

（G_物′+G_動）=

1

3

（300N+60N）=120N．
答：（1）對重物做的有用功為480J；
（2）工人做功的功率為60W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率80%；
（4）如果用此滑輪組勻速提升300N的重物，拉力應(yīng)為120N．

點(diǎn)評：本題考查了速度的計(jì)算，使用滑輪組時有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法，本題的關(guān)鍵：一是由圖得出n的值，利用好s=nh；二是利用好“不計(jì)繩重與摩擦阻力，拉力和物重的關(guān)系F=

1

3

（G_物+G_動）”．