Question

装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为100㎏的货物，所用的拉力F为600N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中求：

（1）拉力F所做的功和功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）滑轮组中动滑轮的重力．（不计绳重及滑轮摩擦）

Answer

（1）拉力F所做的功为1200J；功率为24W；

（2）滑轮组的机械效率为83.3%；

（3）滑轮组中动滑轮的重力为200N．

【解析】

试题分析：（1）已知拉力的大小和拉力移动的距离，根据公式W=Fs可求拉力做的总功，还知道做功的时间，根据公式P=可求拉力的功率．

（2）已知动滑轮上绳子的段数和绳子自由端移动的距离以及物体的质量，根据公式W=Gh=mgh可求克服物体重力做的有用功，有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率．

（3）不计绳重及滑轮摩擦，根据公式F=（G+G动）求出动滑轮重．

【解析】
（1）拉力做的功：

W总=Fs=600N×2m=1200J，

功率P===24W；

（2）货物重力：G=mg=100kg×10N/kg=1000N，

由图可知：绳子股数n=2，由s=2h得：货物上升高度h=s=×2m=1m，

克服货物重力所做的有用功：

W有用=Gh=1000N×1m=1000J，

滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%≈83.3%；

（3）∵F=（G+G动）

∴动滑轮重：

G动=2F﹣G=2×600N﹣1000N=200N．

答：（1）拉力F所做的功为1200J；功率为24W；

（2）滑轮组的机械效率为83.3%；

（3）滑轮组中动滑轮的重力为200N．

【点评】本题考查做功、功率、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点知道根据动滑轮上绳子的段数求物体升高的高度，难点是F=（G+G动）公式的应用．