Question

为了将重力G=100N的重物从低处匀速提升到高处，一同学设计了如图所示的滑轮组装置．设动滑轮质量为2.5kg，不计摩擦和绳子质量，g取10N/kg，绳对滑轮的拉力方向可看成在竖直方向．求：
（1）拉力的大小是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）若重物匀速上升的速度是1m/s，那么拉力做功的功率是多少？

Answer 1

解：
（1）由图知，n=3，
∵不计绳重和摩擦，
∴F=（G_轮+G_物）=×（2.5kg×10N/kg+100N）=≈41.7N；
（2）η======80%；
（3）绳子自由端移动速度：
v=3×1m/s=3m/s，
拉力做功的功率：
P=Fv=×3m/s=125W．
答：（1）拉力的大小是41.7N；
（2）该滑轮组的机械效率是80%；
（3）若重物匀速上升的速度是1m/s，那么拉力做功的功率是125W．
分析：由图知，承担物重的绳子股数n=3．
（1）不计绳重和摩擦，知道重物重和动滑轮重的大小，利用F=（G_轮+G_物）求拉力大小；
（2）利用η====求滑轮组的机械效率；
（3）知道重物匀速上升的速度，则绳子自由端移动速度是物体上升速度的3倍，求出了拉力大小，利用P=Fv求拉力做功功率．
点评：本题考查了使用滑轮组拉力的计算、机械效率、功率的计算，本题关键：
一是利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=（G_轮+G_物）]；
二是利用好推导公式η====；
三是利用好功率推导公式P=Fv．