Question

用如图所示的滑轮组提升重物，若物重为280N，摩擦及绳重不计，绳端拉力为100N时可使物体匀速上升，求：

（1）动滑轮有多重；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）若物体以0.2m/s的速度上升，则拉力的功率多大？

Answer

（1）动滑轮重为20N；

（2）滑轮组的机械效率为93.3%；

（3）若物体以0.2m/s的速度上升，则拉力的功率为60W．

【解析】

试题分析：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，则拉力端移动的距离s=3h，

（1）已知物体的重力和拉力，以及动滑轮上绳子的段数，根据公式F=（G+G动）可求动滑轮的重力；

（2）根据公式η====可求滑轮组的机械效率．

（3）知道n=3，则拉力端移动的速度为物体升高速度的3倍，知道拉力的大小，利用P=Fv求拉力的做功功率．

【解析】

（1）由图知，n=3，

∵摩擦及绳重不计，

∴F=（G+G动）

即：100N=（280N+G动）

解得：G动=20N；

（2）拉力端移动的距离：s=3h，

滑轮组的机械效率：

η=====≈93.3%；

（3）拉力端移动的速度：

vF=3v=3×0.2m/s=0.6m/s，

拉力的做功功率：

P===FvF=100N×0.6m/s=60W．

答：（1）动滑轮重为20N；

（2）滑轮组的机械效率为93.3%；

（3）若物体以0.2m/s的速度上升，则拉力的功率为60W．

【点评】本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，本题关键：一是使用滑轮组承担物重的绳子股数的判断，二是利用好“不计绳重和摩擦，F=（G轮+G物）”．