Question

如圖所示，用滑輪組勻速提起一個(gè)重為350N的物體，物體在10s內(nèi)豎直上升了1m，人拉繩的力為250N．不計(jì)繩重和摩擦，試問(wèn)：
（1）人做的有用功
（2）滑輪組的機(jī)械效率為多少？
（3）動(dòng)滑輪重多少？
（4）若用這個(gè)滑輪組將650N的重物提升1m，拉力做了多少功？此時(shí)的機(jī)械效率與第（2）問(wèn)相比如何變化？

Answer 1

分析：（1）利用功的計(jì)算公式W_有用=Gh即可求出有用功；
（2）利用η=

W有用

W總

Gh

Fs

=

Gh

F?nh

=

G

nF

即可求出機(jī)械效率；
（3）使用滑輪組不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，則F=

1

n

（G+G_動(dòng)），由此即可求出動(dòng)滑輪重；
（4）根據(jù)F=

1

n

（G+G_動(dòng)）求出拉力大小，利用W_總=Fs求出拉力做的功；用η=

G

nF

即可求出機(jī)械效率；然后比較．

解答：解：（1）W_有用=Gh=350N×1m=350J；
（2）∵η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

F?nh

=

G

nF

，
∴η=

G

nF

×100%=

350N

2×250N

×100%=70%；
（3）不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，則F=

1

2

（G+G_動(dòng)），
∴G_動(dòng)=2F-G=2×250N-350N=150N；           
（4）∵F₂=

1

2

（G′+G_動(dòng)），
∴F₂=

1

2

（G′+G_動(dòng)）=

1

2

×（650N+150N）=400N；  
∴W_總2=F₂×s₂=400N×1m×2=800J；
∵η′=

G′

nF2

×100%=

650N

2×400N

×100%=81.25%．
∴此時(shí)的機(jī)械效率與第（2）問(wèn)相比增大．
答：（1）人做的有用功是350J，
（2）滑輪組的機(jī)械效率為70%；
（3）動(dòng)滑輪重為150N；
（4）若用這個(gè)滑輪組將650N的重物提升1m，拉力做了800J的功；此時(shí)的機(jī)械效率與第（2）問(wèn)相比增大．

點(diǎn)評(píng)：本題的難度較大，要求對(duì)功、功率以及機(jī)械效率的計(jì)算熟練掌握，并能靈活應(yīng)用．