Question

裝卸工人用如圖所示的裝置將重為1000N的貨物提至高處，人對繩的拉力為650N，貨物在1min內(nèi)勻速上升了5m，（不計(jì)繩重和摩擦）在此過程中求：
（1）請你在圖上畫出繩子的繞法；
（2）拉力所做的有用功；
（3）拉力的功率；
（4）若用此滑輪組提升1200N的重物，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

解；（1）從定滑輪上開始繞，如圖所示．
（2）W_有用=Gh=1000N×5m=5000J．
（3）P===108.3W．
（4）掛1000N重物時(shí)，繩重及摩擦不計(jì)，
∵F=（G_動(dòng)+G），
∴G_動(dòng)=2F-G=2×650N-1000N=300N；
則此滑輪組提升1200N的重物，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%=×100%=60%．
答：（2）拉力所做的有用功為5000J；
（3）拉力的功率為108.3W；
（4）若用此滑輪組提升1200N的重物，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為60%．
分析：（1）繩子自由端在下面，應(yīng)先繞過定滑輪，固定端在定滑輪的掛鉤上．
（2）確定繩子股數(shù)n=2，物體上升5m，繩子自由端將下降S_繩=10m，用W_總=FS算出拉力做的功．
（3）t=1min=60s，用P=算出功率．
（4）繩重及摩擦不計(jì)，利用物重為1000N時(shí)，F(xiàn)=（G_動(dòng)+G）求出動(dòng)滑輪重，再利用F′=（G_動(dòng)+G′）求重物為1200N時(shí)的拉力F′，最后用η====算出機(jī)械效率．
點(diǎn)評：本題綜合考查了滑輪組的繞法、有用功、額外功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，涉及到滑輪組承擔(dān)物重繩子股數(shù)n的確定及利用，知識點(diǎn)多，屬于中檔題．