Question

4．工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体10s内匀速提高了10m，若所用的拉力为150N，不计绳重和摩擦．
（1）拉力做的有用功是多少？总功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）该滑轮组的机械效率为多少？

Answer 1

分析 （1）根据W_有=Gh和W_总=Fs计算工人做的有用功和总功；
（2）根据P=$\frac{W}{t}$计算工人做功的功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）拉力做的有用功：W_有=Gh=400N×10m=4×10³J；
由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3h=3×10m=30m，
总功：W_总=Fs=150N×30m=4.5×10³J；
（2）拉力的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{4.5×1{0}^{3}J}{10s}$=450W；
（3）该滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4×1{0}^{3}J}{4.5×1{0}^{3}J}$×100%≈88.9%．
答：（1）拉力做的有用功是4×10³J，总功是4.5×10³J；
（2）拉力的功率是450W；
（3）该滑轮组的机械效率为88.9%．

点评 本题考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算，注意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．