Question

某建筑工人在使用如圖所示的簡(jiǎn)易滑輪組提升磚塊，在0.5min內(nèi)重為1100N的磚塊以20cm/s速度被工人勻速提升到砌墻處，已知每個(gè)滑輪重100N，滑輪摩擦忽略不計(jì)，
（1）求：工人通過該滑輪組所做功的功率．
（2 ）試通過公式推導(dǎo)說明：滑輪摩擦忽略不計(jì)時(shí)，使用同一滑輪組提升物體，所提升的物物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．

Answer 1

【答案】分析：（1）計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重，知道物重和拉力大小，根據(jù)F=（G_物+G_動(dòng)）求拉力，利用s=vt求出磚塊移動(dòng)的距離，再根據(jù)動(dòng)滑輪上有幾根繩子承擔(dān)，將F=200N，代入W=Fs，根據(jù)功率公式可求得功率．
（2）忽略摩擦及繩重時(shí)，額外功為克服動(dòng)滑輪的重力所做的功，有用功和額外功的和為總功，再根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率得出表達(dá)式，進(jìn)一步得出結(jié)論．
解答：解：（1）t=0.5min=0.5×60s=30s，
s=vt=20cm/s×30s=600cm=6m，
∵不計(jì)繩重和摩擦，
∴拉力F=（G_物+G_輪）=（1100N+100N）=400N，
使用滑輪組做的總功：
W_總=Fs=400N×6m=2400J，
P===80W；
（2）忽略摩擦及繩重時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：
η=====，
所以當(dāng)提升的物體重力增大時(shí)，滑輪組機(jī)械效率增大．
答：（1）工人通過該滑輪組所做功的功率為80W；
（2）推導(dǎo)說明如上所示．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算和提高滑輪組機(jī)械效率的方法，關(guān)鍵是知道忽略摩擦及繩重時(shí)克服動(dòng)滑輪的重力所做的功為額外功．