Question

20．用如图所示的滑轮组在15s内将一重为600N的物体向上提高3米，拉力为250N．若绳重和摩擦都不计，求：
（1）此滑轮组的机械效率是多少；
（2）拉力的功率是多少；
（3）动滑轮的重力．

Answer 1

分析 （1）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{FS}$计算出机械效率；
（2）根据P=$\frac{W}{t}$计算出拉力的功率；
（3）克服动滑轮重力做的功为额外功，根据G=$\frac{{W}_{额}}{h}$计算出动滑轮重．

解答 解：（1）拉力做的有用功：W_有=Gh=600N×3m=1800J，
由图可知，n=3；绳子自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m；
总功：W_总=Fs=250N×9m=2250J，
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{1800J}{2250J}$×100%=80%；
（2）拉力的功率：P_拉=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2250J}{15s}$=150W；
（3）额外功：W_额=W_总-W_有=2250J-1800J=450J，
绳重和摩擦都不计，则W_额=G₀h，
所以动滑轮重：G₀=$\frac{{W}_{额}}{h}$=$\frac{450J}{3m}$=150N．
答：（1）此滑轮组的机械效率是80%；
（2）拉力的功率是150W；
（3）动滑轮的重力150N．

点评 本题考查了学生对速度、功率计算、机械效率计算、滑轮组s=nh的理解和运用，因条件已给出，难度不大．