Question

用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，动滑轮重300N，使物体匀速上升3m，绳重和摩擦不计．求：

（1）绳子的自由端的拉力是多大？

（2）总功是多大？

（3）滑轮组机械效率是多大．

Answer

（1）绳子的自由端的拉力是400N；

（2）总功是3600J；

（3）滑轮组机械效率是75%．

【解析】

试题分析：（1）此滑轮组有三股绳子承担动滑轮和物重，绳重和摩擦不计，所以拉力F=（G物+G动）；

（2）物体上升的高度h=3m，根据公式W有用=Gh求出拉力做的有用功；拉力移动的距离s=3h，根据公式W总=Fs求出总功大小；

（3）根据公式η=×100%求出滑轮组的机械效率．

【解析】
（1）由图知，n=3，

∵不计绳重和摩擦，

∴绳子的自由端的拉力F=（G轮+G物）=（900N+300N）=400N

（2）物体上升的高度h=3m，拉力移动的距离s=3h=3×3m=9m，

拉力做的总功：

W总=Fs=400N×9m=3600J

克服重力做的有用功：

W有用=Gh=900N×3m=2700J

（3）滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=75%．

答：（1）绳子的自由端的拉力是400N；

（2）总功是3600J；

（3）滑轮组机械效率是75%．

【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算、总功、有用功的计算和机械效率的计算，利用好不计摩擦时拉力和物重的关系[F=（G轮+G物）]是本题的关键．