Question

用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用的拉力是250N，在这个过程中，求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析：由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=4，则拉力F移动的距离s=4h，
（1）克服物体的重力所做的功是有用功，利用W=Gh计算；
（2）拉力F与拉力移动距离的乘积为总功，总功与时间的比值等于功率；
（3）有用功与总功的比值是机械效率．

解答：解：（1）拉力F所做的有用功：
W_有=Gh=600N×4m=2400J；
（2）拉力F移动的距离：
s=4h=4×4m=16m；
拉力F所做的总功：
W_总=Fs=250N×16m=4000J；
拉力F做功的功率：
P=

W总

t

=

4000J

20s

=200W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

2400J

4000J

×100%=60%．
答：（1）力F所做的有用功是2400J；
（2）拉力F做功的功率是200W；
（3）滑轮组的机械效率是60%．

点评：本题考查的知识点多，用到的公式多，难点是求拉力所做的总功．由滑轮组的特点知道：绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s=4h，据此求出拉力方向上移动的距离，这是本题的突破口．