Question

李明用如图所示的滑轮组提起重1000牛的物体A，若他用400牛的拉力在20s内，将物体A匀速提高了1米．请你计算出除物体及绳端运动速度、绳端移动距离之外，与这个滑轮组做功过程有关的任意四个物理量，并把计算过程及结果填入下表中．

物理量	计算公式及过程	结果

Answer

由滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh．
（1）知道物体A的重，和提升的高度，利用W=Gh求有用功；
（2）求出绳子自由端移动的距离，知道拉力大小，利用W=Fs求利用滑轮组做的总功；
（3）根据W总=W有用+W额求利用滑轮组做的额外功；
（4）利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（5）求出拉力做功（总功），知道做功时间，利用P=求拉力做功功率．
【解析】
由滑轮组结构图可知，n=3，
绳子自由端移动的距离：
s=nh=3×1m=3m，
（1）提升物体A做的有用功：
W有用=Gh=1000N×1m=1000J；
（2）利用滑轮组提升物体A做的总功：
W总=Fs=400N×3m=1200J；
（3）利用滑轮组提升物体A做的额外功：
W额=W总-W有用=1200J-1000J=200J；
（4）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈83.8%；
（5）拉力做功功率：
P===60W．
答：计算过程及结果见下表：
物理量 计算公式及过程 结果
W有用  W有用=Gh=1000N×1m=1000J  1000J 
 W总 W总=Fs=400N×3m=1200J  1200J  
 W额 W额=W总-W有用=1200J-1000J=200J  200J  
 η  η=×100%=×100%≈83.8%； 83.8%