Question

3．如圖，建筑工人用400N的拉力，將1000N重的物體勻速提升3m，所用的時間是18s，不計繩重和摩擦，求：
（1）動滑輪重；
（2）工人做功的功率；
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）不計繩重和摩擦，根據(jù)F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$的變形公式G_動=nF-G求出動滑輪重；
（2）由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)，利用s=3h求出繩子自由端移動的距離，然后根據(jù)W=Fs即可求出拉力做的功，知道做功時間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）先根據(jù)W_有=Gh求出有用功，又知道拉力做的總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=3，
不計繩重和摩擦，由F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$得，動滑輪重：
G_動=nF-G=3×400N-1000N=200N．
（2）繩子自由端移動的距離：
s=nh=3×3m=9m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=400N×9m=3600J，
則工人做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{3600J}{18s}$=200W．
（3）拉力做的有用功：
W_有=Gh=1000N×3m=3000J，
則滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3000J}{3600J}$×100%≈83.33%．
答：（1）動滑輪重為200N；
（2）工人做功的功率為200W；
（3）滑輪組的機械效率83.33%．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對有用功、總功、機械效率及功率計算公式的理解和掌握，難度不大，屬于基礎(chǔ)性題目，根據(jù)題圖確定n的大小（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)）是本題的突破口，熟練應(yīng)用相關(guān)公式是正確解題的關(guān)鍵．