Question

如圖所示，建筑工人用滑輪組把重720N的鋼材運(yùn)送到離地5m高的工作臺上，動滑輪重80N（繩重和摩擦不計(jì)）．在拉力F的作用下，鋼材以0.1m/s的速度勻速上升．求：
（1）拉力F的大�。�
（2）拉力F的功率？
（3）滑輪組的機(jī)械效率？

Answer 1

分析：（1）使用滑輪組時，承擔(dān)物重的繩子有n股，不計(jì)繩重和摩擦，提起物體所用的拉力就是物重和動滑輪重的n分之一；
（2）使用滑輪組時，承擔(dān)物重的繩子有n股，手拉繩子的速度是物體上升速度的n倍；已知拉力和手拉繩子的速度，利用功率變形公式P=Fv得到拉力的功率；
（3）已知物重、承擔(dān)物重的繩子股數(shù)和拉力大小，利用機(jī)械效率的變形公式η=

W有用

W總

得到滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：
（1）由圖知：承擔(dān)物重的繩子有2股，所以施加的拉力為F=

1

2

（G+G₀）=

1

2

（720N+80N）=400N；
（2）繩子拉下的速度為v_F=2v_G=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力的功率為P=

W

t

=

FS

t

=Fv_F=400N×0.2m/s=80W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為η=

W有用

W總

=

Gh

FS

=

Gh

F?2h

=

720N

2×400N

=90%．
答：
（1）施加的拉力為400N；
（2）拉力的功率為80W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為90%．

點(diǎn)評：此題考查了滑輪組的特點(diǎn)、機(jī)械效率變形公式和功率變形公式的應(yīng)用，在選擇具體公式時，應(yīng)該根據(jù)已知條件進(jìn)行確定，其中，正確數(shù)出承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)是解決此類問題的關(guān)鍵之一．