Question

14．如圖，已知動滑輪重為225N，重物G的重力為1275N，繩重及摩擦均不計．則：
①人在勻速提起重物時所用的拉力為多大？
②重物被勻速提起1m的過程中，人所做的總功為多少？
③若繩能承受的最大拉力為600N，則該滑輪組的機械效率最大可達(dá)多少？

Answer 1

分析 圖中使用的是滑輪組，n=3，s=3h．
①不計繩重和摩擦，利用F=$\frac{1}{3}$（G_輪+G_物）求拉力大小；
②利用s=3h求出拉力移動的距離，知道拉力大小，利用功的公式W=Fs求人所做的總功；
③利用W_有=Gh求有用功，利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率．

解答 解：①由圖示滑輪組可知，承重繩子的有效股數(shù)：n=3，
拉力：F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）=$\frac{1}{3}$×（225N+1275N）=500N；
②繩子自由端移動的距離：s=nh=3×1m=3m，
人所做的總功：W_總=Fs=500N×3m=1500J；
③所能拉起的最大重力：G′=nF′-G_動=3×600N-225N=1575N，
滑輪組的最大效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{G′h}{F′s}$×100%=$\frac{G′h}{F′nh}$×100%=$\frac{G′}{F′n}$×100%=$\frac{1575N}{600N×3}$×100%=87.5%．
答：①人在勻速提起重物時所用的拉力為500N；
②重物被勻速提起1m的過程中，人所做的總功為1500J；
③若繩能承受的最大拉力為600N，則該滑輪組的機械效率最大可達(dá)87.5%．

點評 本題考查了學(xué)生對有用功、總功、機械效率公式、滑輪組s=nh的理解和運用，利用好不計繩重和摩擦，F(xiàn)=$\frac{1}{3}$（G_輪+G_物）是本題的突破口．