Question

如图所示，质量为75kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处．某一次运送货物时，货箱

如图所示，质量为75kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处．某一次运送货物时，货箱和货物质量为160kg，工人用力F匀速拉绳的功率为P，货箱以0.1m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为F′=350N，滑轮组机械效率为η．（不计绳重及滑轮摩擦，g取l0N/kg）求：（1）动滑轮的质量；（2）功率P；（3）机械效率η．

Answer 1

解答：已知：人的质量m₁=75kg，货箱和货物质量为m₂=160kg，物体速度v=0.1m/s，地面对工人的支持力为F′=350N，g=l0N/kg，
求：（1）动滑轮的质量m₃=？；（2）功率P=？；（3）机械效率η=？
解：（1）人的重力G₁=m₁g=75kg×l0N/kg=750N，
人对绳子的拉力F=G₁-F′=750N-350N=400N，
货箱和货物的重力G₂=m₂g=160kg×l0N/kg=1600N，
∵F=

1

5

（G+G_动）
∴动滑轮重力G_动=5F-G₂=5×400N-1600N=400N，
∵G=mg
∴动滑轮质量m=

G动

g

=

400N

10N/kg

=40kg；
（2）拉力移动速度v_拉=5v=5×0.1m/s=0.5m/s，
拉力功率：
P=

W

t

=

Fs

t

=Fv_拉=400N×0.5m/s=200W；
（3）机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

F5h

×100%=

G2

5F

×100%=

1600N

5×400N

×100%=80%．
（1）动滑轮的质量为40kg；
（2）拉力的功率为200W；
（3）机械效率为80%．