Question

裝卸工人用如圖所示的滑輪組勻速提升質量為100㎏的貨物，所用的拉力F為550N，繩子自由端在50s內被拉下2m，在此過程中求：（g取10N/㎏）
（1）拉力F所做的功和功率；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）不計摩擦和繩重，用此滑輪組提升某一重物機械效率是90%，此物體多重？

Answer 1

解：（1）拉力做的功W=Fs=550N×2m=1100J
拉力的功率為P===22W
（2）物體上升的高度h=s=×2m=1m
拉力做的有用功W_有用=Gh=mgh=100kg×10N/kg×1m=1000J
滑輪組的機械效率η===91%
∵不計繩重及滑輪摩擦，
∴F=（G_物+G_輪），即550N=（mg+G_輪）=（100kg×10N/kg+G_輪），
解得：動滑輪重為G_輪=100N；
（3）利用效率公式η=====90%
解得：物體重力為G=900N．
答：（1）拉力做的功為1100J；拉力的功率為22W；
（2）滑輪組的機械效率為91%；
（3）此物體的重為900N．
分析：（1）已知拉力的大小和拉力移動的距離，根據(jù)公式W=Fs可求拉力做的總功，還知道做功的時間，根據(jù)公式P=可求拉力的功率．
（2）由圖知承擔物重的繩子股數(shù)n=2，利用s=2h求物體上升的高度h，根據(jù)公式W=Gh=mgh可求克服物體重力做的有用功，有用功與總功的比值就是滑輪組的機械效率．不計繩重及滑輪摩擦，利用F=（G_物+G_輪）求動滑輪重；
（3）求出了動滑輪重和滑輪組的機械效率，利用效率公式η===求此時的物重；
點評：本題考查使用滑輪組功、功率、機械效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，重點知道根據(jù)動滑輪上繩子的股數(shù)求物體升高的高度，難點是機械效率變形公式的推導．