Question

13．如图，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升1m，（不计绳重及绳与轮之间的摩擦）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若滑轮组提升重300N的物体，求拉力的功率．

Answer 1

分析 已知重力和上升的高度可求有用功，根据绳子段数可求拉力移动距离，然后可求总功，根据机械效率的公式可求机械效率，根据F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）求出动滑轮重和拉力，根据总功和时间可求功率．

解答 解：（1）W_有=Gh=240N×1m=240J；   
（2）W_总=Fs=150N×2m=300J；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{240J}{300J}$×100%=80%；
（3）由F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）可得：G_动=2F-G=2×150N-240N=60N；
当物重为300N时，F′=$\frac{1}{2}$（300N+60N）=180N；
P=$\frac{{W}_{总}′}{t}$=$\frac{180N×2m}{5s}$=72W．
答：（1）有用功为240J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）若滑轮组提升重300N的物体，拉力的功率为72W．

点评 本题考查功和功率的计算，机械效率的计算，抓住绳子的段数是解题的关键．