Question

用如圖所示滑輪組提升重物．人用50N的拉力F，15s內使重為90N的物體勻速上升了3m．不計繩重和摩擦，求：
（1）動滑輪的重．
（2）人拉繩子做功的功率．
（3）滑輪組的機械效率．
（4）如果把重為110N的物體勻速提升3m，此時拉力做的功是多少．

Answer 1

【答案】分析：由滑輪組的結構知道n=2，s=2h．
（1）不計繩重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F=（G_輪+G_物）求動滑輪的重；
（2）利用s=2h求出拉力移動的距離，知道拉力大小和運動時間，利用功率公式求解；
（3）利用W_有=Gh求有用功，利用W_總=Fs求總功，利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率；
（4）利用F=（G_輪+G_物）求出把重為110N的物體勻速提升的拉力，再利用W=Fs求拉力做功．
解答：解：（1）由題知，不計繩重和摩擦，
∵F=（G_輪+G_物）
即：50N=（G_輪+90N），
∴動滑輪的重：
G_輪=10N；
（2）拉力移動的距離：
s=2h=2×3m=6m，
拉力做功：
W_總=Fs=50N×6m=300J，
拉力做功功率：
P===20W；
（3）使用滑輪組做的有用功：
W_有=Gh=90N×3m=270J，
滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%=90%．
（4）如果把重為110N的物體勻速提升，
∵F′=（G_輪+G_物′）=（10N+110N）=60N，
拉力做功：
W_總′=F′s=60N×6m=360J．
答：（1）動滑輪重為10N；
（2）人拉繩子做功的功率為20W；
（3）滑輪組的機械效率為90%；
（4）如果把重為110N的物體勻速提升3m，此時拉力做的功是360J．
點評：本題考查了學生對有用功、總功、功率公式、機械效率公式、滑輪組s=nh的理解和運用，理解并求出有用功和總功、利用好F=（G_輪+G_物）是本題的關鍵．