Question

20．如圖所示，用滑輪組勻速提起一個(gè)重為250N的物體，物體在10s內(nèi)豎直上升了1m，人拉繩的力為100N．試問(wèn)：
（1）人拉繩子做功的功率為多少？
（2）滑輪組的機(jī)械效率為多少？
（3）動(dòng)滑輪重多少？（不計(jì)繩重和摩擦）

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(diǎn)，計(jì)算繩子末端移動(dòng)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(jì)算有用功，再利用機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（3）求出了有用功、總功，可以得出額外功的大小，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，利用W_額=G_輪h求動(dòng)滑輪重．

解答 解：（1）繩子末端移動(dòng)的距離：
s=3h=3×1m=3m，
拉力做功：
W_總=Fs=100N×3m=300J，
拉力做功功率為：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{300J}{10s}$=30W．
（2）對(duì)物體做有用功：
W_有=Gh=250N×1m=250J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{250J}{300J}$×100%≈83.3%；
（3）不計(jì)繩重和摩擦，
W_額=G_輪h=G_輪×1m=W_總-W_有=300J-250J=50J，
G_輪=50N．
答：（1）人拉繩子做功的功率為30W；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為83.3%；
（3）動(dòng)滑輪重為50N．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了有用功、額外功和總功的計(jì)算、功率的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算，利用好s=3h是本題的突破口，屬于易錯(cuò)題．