Question

5．用如圖所示的滑輪組將一重為400N的物體10s內(nèi)勻速提高了2m，若所用的拉力為200N，不計繩重和摩擦．（g取10N/Kg）
（1）該滑輪組的機械效率為多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）若用此滑輪組勻速提升700N的物體需要多大拉力？

Answer 1

分析 （1）由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n=3，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%求滑輪組的機械效率；
（2）利用W=Fs求出總功，知道時間，再利用P=$\frac{W}{t}$求拉力的功率；
（3）不計繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪），可求動滑輪重力，再利用F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）求提升700N重物時拉力大小．

解答 解：
（1）由圖知，滑輪組有三段繩子承擔物重，則s=3h，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{400N}{3×200N}$×100%≈66.7%；
（2）W_總=Fs=F×3h=200N×3×2m=1200J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1200J}{10s}$=120W；
（3）不計繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪），
提升400N重物時，200N=$\frac{1}{3}$×（400N+G_輪），
G_輪=3×200N-400N=200N，
提升700N重物時，拉力F′=$\frac{1}{3}$（G′+G_輪）=$\frac{1}{3}$×（700N+200N）=300N．
答：（1）該滑輪組的機械效率為66.7%；
（2）拉力的功率是120W；
（3）若用此滑輪組勻速提升700N的物體需要300N的拉力．

點評 本題主要考查了滑輪組的機械效率和功率的計算，增大提升的物重，機械效率發(fā)生了變化，利用好不計繩重和摩擦拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）是關鍵．