Question

12．如图所示，拉力F=100N，物体重G=180N，若物体10s内被匀速提升的距离h=4m，不计绳重和摩擦．求：
（1）动滑轮的重
（2）拉力的功率；
（3）该滑轮组的机械效率η

Answer 1

分析 （1）从图可知，有两段绳子承担物重，根据F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）求出动滑轮重．
（2）知道拉力的大小，可利用公式W=Fs计算出拉力做的总功，又知道做功的时间，可利用公式P=$\frac{W}{t}$计算出拉力的功率．
（3）利用W=Gh求出有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算出滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）由图知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），
则动滑轮重力：
G_动=2F-G=2×100N-180N=20N；
（2）物体上升高度h=4m，n=2，
则绳端移动的距离：s=2h=2×4m=8m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=100N×8m=800J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{800J}{10s}$=80W；
（3）所做的有用功：W_有=Gh=180N×4m=720J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{720J}{800J}$×100%=90%．
答：（1）动滑轮重为20N；
（2）拉力的功率为80W；
（3）滑轮组的机械效率为90%．

点评 本题考查了使用滑轮组总功、有用功、机械效率、功率的计算，本题关键：一是确定使用滑轮组承担物重的绳子股数n，二是利用不计绳重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）．