Question

9．如圖所示，用滑輪組提起重200N的物體，使物體在10s內(nèi)勻速上升了2m，此時繩子自由端拉力F為100N，若不計摩擦和繩重，求：
（1）有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）知道物體的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出有用功；
（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出總功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力做功的功率；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）有用功：
W_有=Gh=200N×2m=400J；
（2）由圖可知，n=3，則繩端移動的距離：
s=nh=3×2m=6m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=100N×6m=600J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{600J}{10s}$=60W；
（3）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{400J}{600J}$×100%≈66.7%．
答：（1）有用功為400J；
（2）拉力做功的功率為60W；
（3）滑輪組的機械效率為66.7%．

點評 本題考查了功、功率和機械效率的計算，明確有用功和總功以及滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵．