Question

工人用如图所示的滑轮组提升重物，在l0s内将210N的物体匀速提升2m。已知工人的拉力为80N（不计绳重与摩擦阻力），求：

(1)工人做的功和做功的功率； 

(2)滑轮组的机械效率；

(3)在本题中，若滑轮组改用向下施力的绕法，则此时工人的拉力应为多大？

(4)写出一种提高滑轮组机械效率的方法？

Answer

(1)480J，48W；(2)87.5%；(3)120N；(4)一是增大提升的货物重；二是减轻动滑轮重

【解析】

(1)由图可知，承担物重的绳子股数n=3，根据求出绳端移动的距离；利用求拉力做功；又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率。

(2)知道物体重和上升的高度，利用求出有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

(3)由于不计绳重与摩擦阻力，利用求动滑轮重；为了改变施力的方向，采用了滑轮组的另一种绕法，拉力向上，承担物重的绳子股数，根据求出此时工人的拉力。

(4)提高滑轮组机械效率的方法有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。

(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离

拉力做的总功

工人做功的功率

(2)对重物做的有用功

滑轮组的机械效率

(3)因为不计绳重与摩擦阻力，根据可得，动滑轮的重力

若滑轮组改用向下施力的绕法，则，此时工人向下的拉力

(4)提高滑轮组的机械效率：一是增大提升的货物重；二是减轻动滑轮重。

答：(1)工人做的功为480J，做功的功率为48W；(2)滑轮组的机械效率为87.5%；(3)此时工人的拉力应为120N；(4)增大提升的货物重或减轻动滑轮重。