Question

16．如图每个滑轮的重为225N，重物G的重量为1275N，绳索重及摩擦均不计．则：
（1）人在匀速提升重物时所用拉力为多大？
（2）重物在2s内被匀速提起1m的过程中，人做功的功率为多大？
（3）此时滑轮组的机械效率为多大？

Answer 1

分析 图中使用的是滑轮组，n=2，s=2h．
（1）不计绳重和摩擦，利用F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）求拉力大小；
（2）利用s=2h求出拉力移动的距离，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力所做的总功，再利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功的功率；
（3）利用W_有=Gh求有用功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）由题知，n=2，不计绳重和摩擦，
拉力：F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）=$\frac{1}{2}$×（225N+1275N）=750N；
（2）拉力移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
拉力做功：W_总=Fs=750N×2m=1500J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1500J}{2s}$=750W；
（3）使用滑轮组做的有用功：
W_有=Gh=1275N×1m=1275J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1275J}{1500J}$×100%=85%．
答：（1）人在匀速提升重物时所用拉力为750N；
（2）若重物在2s内被匀速提起1m，则拉力做功的功率为750W；
（3）此时滑轮组的机械效率为85%．

点评 本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用，利用好不计绳重和摩擦，F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）是本题的突破口．