Question

用如图所示滑轮组提升重物．人用300N的拉力F，15s内使重为500N的物体匀速上升了3m．不计绳重和摩擦，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若改提900N的物体，求此时的机械效率．

Answer 1

解：（1）由图知，n=2，s=2h=2×3m=6m，
W_总=Fs=300N×6m=1800J；
P===120W；
（2）W_有用=Gh=500N×3m=1500J；
η==≈83.3%；
（3）∵不计绳重和摩擦，
∴F=（G_轮+G_物），即：300N=（G_轮+500N），
∴G_轮=100N，
改提900N的物体，
F′=（100N+900N）=500N，
此时的机械效率：
η′======90%．
答：（1）拉力的功率是120W；
（2）滑轮组机械效率约是83.3%；
（3）若提升900N重物，滑轮组机械效率为90%．
分析：（1）知道拉力大小，由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=2，则s=2h，利用W_总=Fs求拉力做功，再利用P=求拉力做功功率；
（2）知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式η=求出滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重和摩擦，利用F=（G_轮+G_物）求动滑轮重；改提900N的物体，利用F′=（G_轮+G_物′）求此时的拉力，再利用η====求此时的机械效率．
点评：本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，两次利用好“不计绳重和摩擦，F=（G_轮+G_物）”是本题的关键．