Question

（9分）工人用如图所示的滑轮组提升重物，在l0s内将240N的物体匀速提升2m．已知工人的拉力为l 00N（不计

（9分）工人用如图所示的滑轮组提升重物，在l0s内将240N的物体匀速提升2m．已知工人的拉力为l 00N（不计绳重与摩擦阻力），求： (1) 对重物做的有用功；(2) 工人做功的功率；(3) 滑轮组的机械效率；(4) 如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？

Answer 1

(1)480J           (2) 60W              (3)80%            (4)120N

本题考查的知识点是滑轮组的机械效率；有用功好呢额外功；功率的计算。 由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数n=3，s=3h． （1）知道物体重和上升的高度，利用W 有用 =Gh求出有用功， （2）利用s=3h求绳的自由端移动的距离，再利用W 总 =Fs求拉力做功；又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率； （3）求出了有用功和总功，利用效率公式求滑轮组的机械效率； （4）由于不计绳重与摩擦阻力，利用F= （G 物 +G 动 ）求动滑轮重；再利用F′= （G 物 ′+G 动 ）求匀速提升300N的重物时的拉力． 解：（1）W 有用 =Gh=240N×2m=480J； （2）由题知，n=3，s=3h=3×2m=6m， W 总 =Fs=100N×6m=600J， P= = =60W， （3）η= = =80%； （4）∵不计绳重与摩擦阻力， ∴F= （G 物 +G 动 ）， 即：100N= （240N+G 动 ）， ∴G 动 =60N， 匀速提升300N的重物时： F′= （G 物 ′+G 动 ）= （300N+60N）=120N． 答：（1）对重物做的有用功为480J； （2）工人做功的功率为60W； （3）滑轮组的机械效率80%； （4）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为120N． 要解决本题需知道使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法，本题的关键：一是由图得出n的值，利用好s=nh；二是利用好“不计绳重与摩擦阻力，拉力和物重的关系F= （G 物 +G 动 ）”．