Question

如圖所示，用滑輪組勻速提起重1000N的物體，10s內(nèi)繩子的自由端拉下16m，此過(guò)程中所做的額外功是800J，若繩重和摩擦不計(jì)．求：
（1）有用功是多少焦耳？
（2）總功是多少焦耳？
（3）拉力F的功率？
（4）滑輪組的機(jī)械效率？
（5）動(dòng)滑輪的總重？

Answer 1

分析：（1）已知承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)和繩子末端拉下的距離，可以得到物體上升的高度；已知物重和上升的高度，利用W_有用=Gh計(jì)算有用功；
（2）已知有用功和額外功，兩者之和就是總功；
（3）已知總功和拉下繩子所用的時(shí)間，利用P=

W

t

得出拉力的功率；
（4）已知有用功和總功，利用η=

W有用

W總

計(jì)算機(jī)械效率；
（5）已知?jiǎng)踊�輪和物體上升的高度和拉力做的額外功，利用G_動(dòng)=

W額

h

計(jì)算動(dòng)滑輪重．

解答：解：
（1）由圖知，承擔(dān)物重的繩子有5段，所以物體上升的高度是h=

1

5

S=

1

5

×16m=3.2m
拉力做的有用功為W_有用=Gh=1000N×3.2m=3200J；
（2）拉力做的總功為W_總=W_有用+W_額=3200J+800J=4000J；
（3）拉力的功率為P=

W總

t

=

4000J

10s

=400W；
（4）滑輪組的機(jī)械效率為η=

W有用

W總

=

3200J

4000J

=80%；
（5）動(dòng)滑輪重G₀=

W額

h

=

800J

3.2m

=250N．
答：
（1）拉力做的有用功為3200J；
（2）拉力做的總功為4000J；
（3）拉力的功率為400W；
（4）滑輪組的機(jī)械效率為80%；
（5）動(dòng)滑輪重250N．

點(diǎn)評(píng)：承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)指繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)與掛在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)之和，其中一個(gè)動(dòng)滑輪最多繞兩段（一圈）．