Question

装卸工人用如图所示的装置将重为1000N的货物提至高处，人对绳的拉力为650N，货物在1min内匀速上升了5m，（不计绳重和摩擦）在此过程中求：
（1）请你在图上画出绳子的绕法；
（2）拉力所做的有用功；
（3）拉力的功率；
（4）若用此滑轮组提升1200N的重物，此时滑轮组的机械效率．

Answer 1

解；（1）从定滑轮上开始绕，如图所示．
（2）W_有用=Gh=1000N×5m=5000J．
（3）P===108.3W．
（4）挂1000N重物时，绳重及摩擦不计，
∵F=（G_动+G），
∴G_动=2F-G=2×650N-1000N=300N；
则此滑轮组提升1200N的重物，此时滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=60%．
答：（2）拉力所做的有用功为5000J；
（3）拉力的功率为108.3W；
（4）若用此滑轮组提升1200N的重物，此时滑轮组的机械效率为60%．
分析：（1）绳子自由端在下面，应先绕过定滑轮，固定端在定滑轮的挂钩上．
（2）确定绳子股数n=2，物体上升5m，绳子自由端将下降S_绳=10m，用W_总=FS算出拉力做的功．
（3）t=1min=60s，用P=算出功率．
（4）绳重及摩擦不计，利用物重为1000N时，F=（G_动+G）求出动滑轮重，再利用F′=（G_动+G′）求重物为1200N时的拉力F′，最后用η====算出机械效率．
点评：本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、额外功、总功、机械效率的计算，涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用，知识点多，属于中档题．