Question

17．如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為180N的泥桶，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重．若工人在5s內(nèi)將泥桶勻速提高了2m，滑輪組的機(jī)械效率為90%．求：
（1）工人使用滑輪組時(shí)做的有用功、拉力做的總功．
（2）工人拉繩子的力．
（3）如果用這個(gè)裝置同時(shí)提3個(gè)同樣的泥桶，工人拉繩子的力為多少？

Answer 1

分析 （1）已知物體的重力和提升的高度，根據(jù)公式W=Gh可求有用功；還知道機(jī)械效率，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$可求總功；
（2）已知總功，根據(jù)公式W=FS可求拉力的大小；
（3）已知物體的重力、繩子的拉力，可求動(dòng)滑輪的重力，進(jìn)一步求出提3個(gè)同樣的泥桶，工人拉繩子的力．

解答 解：（1）有用功W_有用=Gh=180N×2m=360J；總功W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{360J}{90%}$=400J；
（2）工人拉繩子的力F=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{s}$=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{3h}$=$\frac{400J}{3×2m}$≈66.7N；
（3）動(dòng)滑輪的重力G_動(dòng)=3F-G=3×$\frac{200}{3}$N-180N=20N；
同時(shí)提3個(gè)同樣的泥桶，工人拉繩子的力為F_總=$\frac{3G+{G}_{動(dòng)}}{3}$=$\frac{3×180N+20N}{3}$≈186.7N．
答：（1）工人使用滑輪組時(shí)做的有用功為360J；總功為400J；
（2）工人拉繩子的力為66.7N；
（3）同時(shí)提3個(gè)同樣的泥桶，工人拉繩子的力為186.7N．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生對(duì)有用功、總功和滑輪組的機(jī)械效率的理解和掌握，屬于基礎(chǔ)題目，要求學(xué)生應(yīng)熟練掌握．