Question

15．如圖所示，不計摩擦和繩重，把一個重為20N的物體沿豎直方向在4s內勻速提升了2m，所用拉力F為12.5N．則動滑輪重為5N．4s內拉力F的功率為12.5W滑輪組的機械效率為80%．

Answer 1

分析 （1）首先確定滑輪組繩子的有效股數(shù)，然后根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）計算動滑輪重力；
（2）根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，利用W=Fs求拉力做的功；再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$計算拉力F的功率；
（3）利用W=Gh求出克服物體重力做的有用功，再根據(jù)效率公式求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）由圖可知，n=2，
因為不計摩擦和繩重，F(xiàn)=$\frac{1}{n}$（G+G_動），
則動滑輪重力G_動=2F-G=2×12.5N-20N=5N；
（2）拉力端移動的距離：s=2h=2×2m=4m，
拉力F做的功：W_總=Fs=12.5N×4m=50J，
拉力F的功率為：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{50J}{4s}$=12.5W；
（3）克服物體重力做的有用功：W_有=Gh=20N×2m=40J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{40J}{50J}$×100%=80%．
故答案為：5；12.5；80%．

點評 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、功率和械效率的計算，關鍵是繩子有效股數(shù)的判斷和公式的靈活運用．