Question

小明同学利用如图甲所示的滑轮组将重为60N的重物G提升到高处的过程中，作用在绳端的拉力F随时间的变化情

小明同学利用如图甲所示的滑轮组将重为60N的重物G提升到高处的过程中，作用在绳端的拉力F随时间的变化情况如图乙所示，重物上升高度h与时间t的关系如图丙所示．若不计摩擦，求：（1）第1-2S内，拉力F做的功．（2）第2-3S内，滑轮组的机械效率．（3）重物匀速上升时的速度及这时拉力做功的功率．

Answer 1

（1）由甲图知，在1～2s内对应的拉力F=50N，由丁图知这段时间物体升高的高度h=1.25m；则拉力F做的功W=Fnh=50N×2×1.25m=125J；
（2）由丙图知，匀速提升重物是在2～3s内，由甲图可知拉力F=40N；
则η=

W有用

W总

×100%=

G

nF

×100%=

60N

2×40N

×100%=75%；
（3）从丙图中可以看出物体在2～3s内匀速上升，则速度v=

h

t

=

3.75m?1.25m

1s

=2.5m/s；
拉力的功率：P=Fv=40N×2×2.5m/s=200W．
答：（1）第1-2S内，拉力F做的功为125J．
（2）第2-3S内，滑轮组的机械效率为75%．
（3）重物匀速上升时的速度为2.5m/s；拉力做功的功率为200W．