Question

18．工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人所用的力为600N，（不计摩擦与绳重）
（1）人的拉力做的功为多少J？
（2）此时滑轮组的机械效率为多大？？
（3）若用此滑轮组提升重为1500N的物体，所需拉力为多少N？

Answer 1

分析 （1）由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2，s=2h，根据W=Fs求出总功；
（2）根据W=Gh求出工人做的有用功；根据效率公式求出滑轮组的机械效率；
（3）根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）的变形式求出动滑轮的重；然后可求用此滑轮组将1500N的重物匀速向上的拉力．

解答 解：（1）由图知n=2，s=2h=2×0.5m=1m，
拉力做的总功W_总=Fs=F×2h=600N×1m=600J；
（2）工人做的有用功：W_有=Gh=900N×0.5m=450J；
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{450J}{600J}$×100%=75%；
（3）因为不计摩擦和绳重，根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）可得，
所用动滑轮的重：G_动=2F-G=2×600N-900N=300N；
若用此滑轮组将1500N的重物，则拉力F′=$\frac{1}{2}$（G_物′+G_动）=$\frac{1}{2}$（1500N+300N）=900N．
答：（1）人的拉力做的功为600J；
（2）此时滑轮组的机械效率为75%；
（3）若用此滑轮组提升重为1500N的物体，所需拉力为900N．

点评 本题中主要考查了功的计算、机械效率和拉力的计算，搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键．