Question

用如图所示的滑轮组将重2000N的物体在10s时间匀速提升3m，作用在绳子自由端的拉力大小为625N，（不计摩擦和绳重）求：
（1）滑轮组做了多少有用功？
（2）拉力做功的功率是多大？
（3）滑轮组的机械效率是多大？
（4）如果用这个滑轮组匀速提升重3500N的物体，绳子自由端的拉力是多大？

Answer 1

解：（1）滑轮组所做的有用功：
W_有=Gh=2000N×3m=6000J；
（2）由图知，n=4，则s=nh=4×3m=12m，
W_总=Fs=625N×12m=7500N，
P===750W；
（3）η=×100%=×100%=80%；
（4）F=
625N=
G_动=500N，
当物重等于3500N时，F′===1000N．
答：（1）滑轮组做了6000J有用功；
（2）拉力做功的功率是750W；
（3）滑轮组的机械效率是80%；
（4）如果用这个滑轮组匀速提升重3500N的物体，绳子自由端的拉力是1000N．
分析：（1）已知物重和物体上升的距离，直接根据公式W=Gh可求有用功的大小；
（2）已知作用在动滑轮上绳子的段数，根据s=nh求出自由端移动的距离，然后根据公式W=FS可求总功；再根据P=即可求出拉力做功的功率；
（3）已知有用功和总功的大小，根据公式η=可求机械效率的大小；
（4）根据n、F以及G的值即可求得滑轮的重力；再根据F′=即可求得每段绳子承担的力的大小．
点评：本题考查有用功、总功、功率、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用，难点是对F=的应用．