Question

重600N的货物，用如图所示的滑轮组在6s内把它提升2m，若不计摩擦阻力，也不计滑轮和绳子的自重，则：
（1）绳端拉力F是多少？
（2）绳端移动的距离是多少？
（3）若在绳端所施实际拉力F为240N时，求拉力做功的功率和滑轮组的机械效率．
（4）若不计摩擦阻力和绳子的自重，动滑轮重多少？

Answer 1

解：
由图知，n=3，
（1）∵不计摩擦阻力、不计滑轮和绳子的自重，
∴拉力大小：
F=G=×600N=200N；
（2）绳端移动的距离：
s=3h=3×2m=6m；
（3）拉力做功：
W_总=Fs=240N×6m=1440J，
拉力做功的功率：
P===240W；
η=×100%=×100%=×100%=×100%=≈83.3%；
（4）∵不计摩擦阻力和绳子的自重，
∴F=（G_物+G_轮）
即：240N=（600N+G_轮）
∴G_轮=120N．
答：（1）绳端拉力F是200N；
（2）绳端移动的距离是6m；
（3）若在绳端所施实际拉力F为240N时，拉力做功的功率为240W、滑轮组的机械效率为83.3%．
（4）若不计摩擦阻力和绳子的自重，动滑轮重为120N．
分析：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，
（1）不计摩擦阻力、不计滑轮和绳子的自重，利用F=G求拉力大小；
（2）利用s=3h求绳端移动的距离；
（3）利用W=Fs求拉力做功，再利用P=求拉力做功的功率，利用η=×100%=×100%=×100%=×100%求滑轮组的机械效率；
（4）不计摩擦阻力和绳子的自重，利用F=（G_物+G_轮）求动滑轮重．
点评：本题为力学综合计算题，要求灵活运用功的公式、功率公式、机械效率的公式，能确定承担物重的绳子股数（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是关键．