Question

用如图所示的滑轮组匀速提升重量为40N的物体，在重物上升1m的过程中，拉力F的功率为25W，此时滑轮组的机械效率为80%
求：
（1）拉力做的有用功和总功分别是多少J？
（2）重物上升的速度是多少m/s？
（3）若用此滑轮组匀速提升80N的货物，所需拉力为多少N？（不考虑绳重和摩擦）

Answer

（1）由题意可知连接动滑轮绳子的股数为n=2，所以s=2h，根据公式W=Gh求出有用功；再根据公式η=求出拉力做的总功；
（2）知道总功和功率，根据公式P=求出时间，根据公式v=求出物体上升的速度；
（3）首先利用公式W总=W有用+W额求出克服动滑轮重做的额外功，再根据W额=G动h求出动滑轮重，再利用公式F=（G+G动）求出拉力．
已知：物体重G=40N，上升高度h=1m，拉力F的功率为P=25W，滑轮组的机械效率为η=80%，绳子股数n=2，G′=80N
求：（1）拉力做的有用功W有用=？；总功W总=？；（2）重物上升的速度v=？；（3）拉力F′=？
【解析】
（1）拉力做的有用功：
W有用=Gh=40N×1m=40J；
∵η=
∴拉力做的总功：
W总===50J；
（2）∵P=
∴物体移动时间：
t===2s，
物体上升速度：
v===0.5m/s；
（3）∵W总=W有用+W额
∴额外功：
W额=W总-W有用=50J-40J=10J，
∵不考虑绳重和摩擦，
∴W额=G动h
∴动滑轮重：
G动===10N，
此时的拉力：
F′=（G′+G动）=×（80N+10N）=45N．
答：（1）拉力做的有用功为40J；拉力做的总功为50J；
（2）重物上升的速度是0.5m/s；
（3）所需拉力为45N．