Question

一個工人用如圖所示的滑輪組提升1500N的貨物，所用拉力為600N，繩子自由端4s內(nèi)被拉動4m，不考慮繩重和摩擦，求
（1）總功率
（2）機械效率
（3）若用此滑輪組提升3000N的貨物，所需拉力為多少？
（4）你認為此滑輪組的機械效率與哪些因素有關？

Answer 1

解：由圖可知，n=3，s=3h=4m，h=m；
（1）當提升G=1500N的重物時，
W_有用=Gh=1500N×m=2000J，
W_總=Fs=600N×4m=2400J，
拉力做功功率：
P_總===600W；
（2）滑輪組的機械效率：
η===83.3%；
（3）不考慮繩重和摩擦，當提升G=1500N的重物時，
∵F=（G_物+G_輪）即：600N=（1500N+G_輪），
∴動滑輪重：G_輪=300N，
當提升G=3000N的重物時，
F′=（+G_輪）=（3000N+300N）=1100N；
（4）滑輪組的機械效率與提升的物重有關；與動滑輪的重有關；與繩重有關；與摩擦的大小有關等．
答：（1）總功率為600W；
（2）機械效率為83.3%；
（3）若用此滑輪組提升3000N的貨物，所需拉力為1100N；
（4）滑輪組的機械效率與提升的物重有關；與動滑輪的重有關；與繩重有關；與摩擦的大小有關等．
分析：由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=3，重物被提升h，則拉力端移動的距離s=4h；
（1）知道拉力大小，拉力端移動的距離，利用W=Fs求總功；又知道所用時間，利用功率公式求總功率；知道物重G，求出升高的高度h，利用W=Gh求出有用功；
（2）根據(jù)機械效率的公式求滑輪組的機械效率．
（3）不考慮繩重和摩擦，當提升1500N重物時，利用F=（G_物+G_輪）求出動滑輪重；再利用F=（G_物+G_輪）求出提升3000N重物時的拉力．
（4）滑輪組的機械效率與提升的物重有關，還與產(chǎn)生額外功的各因素有關系．
點評：本題考查了使用滑輪組拉力的計算，有用功、總功、功率、機械效率的計算，利用好不計繩重和摩擦時拉力和物重的關系[F=（G_物+G_輪）]是本題的關鍵．