Question

如圖所示用滑輪組提起重為630N的物體，繩子自由端的拉力為300N重物以0.2m/s的速度勻速上升，不計(jì)摩擦和繩重，求：
（1）滑輪組的機(jī)械效率；
（2）拉力做功的功率；
（3）若繩子能承受的最大拉力為400N，則滑輪組的最大機(jī)械效率是多大？

Answer 1

分析：在此題中，有用功是克服物體的重力做的功，總功是拉力做的功，機(jī)械效率是有用功與總功之比，功率是物體在單位時(shí)間內(nèi)做的功．

解答：解：（1）由圖知：此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，則s=3h，則v_繩=3v_物
η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

630N×h

300N×3h

=70%
答：滑輪組的機(jī)械效率為70%．
（2）v_繩=3v_物=3×0.2m/s=0.6m/s
P_總=

W總

t

=

Fs

t

=Fv總=300N×0.6m/s= 180W
答：拉力做功的功率為180W．
（3）F=

1

3

(G物+G動)，所以G_動=3F-G_物=3×300N-630N=270N
F′=

1

3

（G_物′+G_動），則G_物′=3F′-G_動=3×400N-270N=930N
η_max=

W有用′

W總′

=

G物′h

F′s

=

930N×h

400N×3h

=77.5%
答：滑輪組的最大效率為77.5%．

點(diǎn)評：此題主要考查了滑輪組的機(jī)械效率和功率的計(jì)算，其中機(jī)械效率發(fā)生了變化，但關(guān)鍵要找出一個(gè)隱含的條件即動滑輪的重力不變．