Question

如图所示，用滑轮组匀速提升1200N的重物时，拉力做功的功率为1000W，经过2S，绳子的自由端上升的距离是4m，不计绳重和摩擦．求：
（1）作用在绳子自由端的拉力是多大？
（2）动滑轮的重力是多少？
（3）若用此滑轮组匀速提起1800N的重物，滑轮组的机械效率是多大？

Answer 1

解：（1）由图可知，n=3，s=4m，
拉力做功：
W_总=Pt=1000W×2s=2000J，
∵W_总=Fs，
∴F===500N；
（2）∵不计绳重和摩擦，
∴F=（G_轮+G_物）
即：500N=（G_轮+1200N），
∴动滑轮的重：
G_轮=300N；
（3）当用此滑轮组匀速提起1800N的重物时，
F′=（G_轮+G_物′）=（300N+1800N）=700N，
η=====≈85.7%．
答：（1）作用在绳子自由端的拉力是500N；
（2）动滑轮的重力是300N；
（3）若用此滑轮组匀速提起1800N的重物，滑轮组的机械效率是85.7%．
分析：（1）由滑轮组的结构知道，承担物重的绳子股数n=3，s=3h，知道拉力做功功率和做功时间，利用W=Pt求拉力做功，再利用W=Fs求拉力大小；
（2）不计绳重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F=（G_轮+G_物）求动滑轮的重；
（3）用此滑轮组匀速提起1800N的重物，利用F=（G_轮+G_物）求此时拉力大小，再利用η====求滑轮组的机械效率．
点评：本题考查了使用滑轮组拉力的计算、机械效率、功率的计算，本题关键：一是利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=（G_轮+G_物）]，二是利用好推导公式η====．