Question

2．如圖物體重300N，動滑輪總重100N，不計摩擦和繩重，在力F作用下物體5s內(nèi)勻速上升5米．求：
（1）拉力F；
（2）拉力F做的總功；
（3）該滑輪的機(jī)械效率；
（4）拉力F的功率．

Answer 1

分析 由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，則拉力端移動的距離s=nh．
（1）由于不計摩擦和繩重，拉力F=$\frac{1}{4}$（G+G_輪）；
（2）利用W_總=Fs求拉力F做的總功；
（3）利用W_有=Gh求拉力做的有用功，再利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（4）利用P=$\frac{{W}_{總}}{t}$求拉力F的功率．

解答 解：
由圖知，n=4，則s=4h=4×5m=20m，
（1）由于不計摩擦和繩重，拉力：
F=$\frac{1}{4}$（G+G_輪）=$\frac{1}{4}$（300N+100N）=100N；
（2）拉力F做的總功：
W_總=Fs=100N×20m=2000J；
（3）拉力做的有用功：
W_有=Gh=300N×5m=1500J；
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1500J}{2000J}$×100%=75%；
（4）拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{2000J}{5s}$=400W．
答：（1）拉力F為100N；
（2）拉力F做的總功為2000J；
（3）該滑輪的機(jī)械效率為75%；
（4）拉力F的功率為400W．

點評 本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、機(jī)械效率和功率的計算，知道使用滑輪組時n的值，利用好s=nh是本題的突破口，區(qū)分有用功和總功（從我們做功的目的出發(fā)，對我們有用的為有用功）是本題的關(guān)鍵．