Question

5．如圖所示，不計繩重和摩擦，用滑輪組勻速提起一個重為550N的物體，物體在5s內(nèi)豎直上升了1m，人拉繩的力為350N．試問：人拉繩子做功的功率為多少？滑輪組的機械效率為多少？若將750N的物體提高1m，則拉力F做的功為多大？

Answer 1

分析 （1）知道物體的勻速上升高度，根據(jù)滑輪組的特點，計算繩子末端移動的距離；又知道拉力大小，根據(jù)功的公式和功率公式求人拉繩做功的功率；
（2）知道物體重和上升的高度，利用功的公式計算有用功，再利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率．
（3）應(yīng)用滑輪組公式求出動滑輪的重力，然后應(yīng)用滑輪組公式求出拉力大小，應(yīng)用功的公式求出拉力F做的功．

解答 解：（1）由圖可知，n=2，
繩子末端移動的距離：s=2h=2×1m=2m，
拉力做功（總功）：W_總=F′s=350N×2m=700J，
拉力做功功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{700J}{5s}$=140W；
（2）對物體做有用功：W_有=Gh=550N×1m=550J，
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{550J}{700J}$×100%≈79%；
（3）由F′=$\frac{1}{2}$（G+G_動）可得，動滑輪的重力：
G_動=2F′-G=2×350N-550N=150N，
提升750N的物體所用的拉力：
拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_動）=$\frac{1}{2}$（750N+150N）=450N，
則拉力F做的功：W′=Fs=450N×2m=900J．
答：人拉繩做功的功率是140W；滑輪組的機械效率是79%；若將750N的物體提高1m，則拉力F做的功為900J．

點評 本題考查了求功、功率、拉力、效率問題，難度不大，應(yīng)用滑輪組公式、功的計算公式、功率公式、效率公式即可正確解題．