Question

工人師傅用如圖所示的滑輪組在20s內(nèi)將重500N的物體從地面勻速吊上6m高的陽臺，所用的拉力為200N，若不計繩子重和摩擦．求：
（1）有用功多大；
（2）工人師傅做的總功多大；
（3）工人師傅做功的功率多大；
（4）滑輪組的機械效率多大．

Answer 1

分析：（1）從圖可知，有三段繩子吊著物體，知道物體上升的高度，從而可以計算出繩子自由端移動的距離；知道拉力的大小，可利用公式W=Fs計算出工人師傅做的總功；
（2）又知道做功的時間，可利用公式P=

W總

t

計算出工人師傅做功的功率．
（3）知道物體的重力和物體升高的高度，可利用公式W=Gh計算出克服重力做的有用功，可利用公式η=

W有用

W總

計算出滑輪組的機械效率．

解答：解：
（1）從圖可知，有三段繩子吊著物體，
而h=6m，
∴繩子自由端移動的距離為：s=3h=3×6m=18m；
∵F=200N，
∴拉力做的總功為：W_總=Fs=200N×18m=3600J．
（2）又∵t=20s，
∴拉力的功率為：P=

W總

t

=

3600J

20s

=180W．
（3）∵G=500N，h=6m，
∴克服重力做的有用功為：W_有用=Gh=500N×6m=3000J；
滑輪組的機械效率為：η=

W有用

W總

=

3000J

3600J

≈83.3%．
答：（1）工人師傅做的總功為3600J．
（2）工人師傅做功的功率為180W．
（3）滑輪組的機械效率為83.3%．

點評：本題考查了學(xué)生對總功、有用功、滑輪組機械效率和功率的計算公式理解和應(yīng)用，關(guān)鍵是吊著物體繩子的段數(shù)，已知量都知道直接代入即可．