Question

3．一建筑工人，使用了如圖所示的裝置將建筑材料提上高處，已知建筑材料的質(zhì)量為80kg，人對(duì)繩的拉力為500N，重物在拉力的作用下1min勻速上升了6m，繩重和摩擦不計(jì)．（取g=10N/kg） 求：
（1）動(dòng)滑輪的重力；
（2）人在1min內(nèi)做功的功率；
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）由圖知通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n，不計(jì)繩重和摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_輪）計(jì)算動(dòng)滑輪的重力；
（2）由W=Fs=Fnh計(jì)算人做的功，由P=$\frac{W}{t}$計(jì)算人在1min內(nèi)做功的功率；
（3）由W_有=Gh計(jì)算有用功，再由機(jī)械效率公式計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）由圖知通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=2，不計(jì)繩重和摩擦，
由F=$\frac{1}{n}$（G+G_輪）可得動(dòng)滑輪的重力：
G_輪=2F-G=2F-mg=×500N-80kg×10N/kg=200N；
（2）物在拉力的作用下1min勻速上升了6m，
人做功：W_總=Fs=Fnh=500N×2×6m=6000J，
所以人在1min內(nèi)做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{6000J}{60s}$=100W；
（3）有用功：
W_有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×6m=4800J，
所以滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{4800J}{6000J}$=80%．
答：（1）動(dòng)滑輪的重力為200N；
（2）人在1min內(nèi)做功的功率為100W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組動(dòng)滑輪重力、有用功、總功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，求動(dòng)滑輪重力要利用好：不計(jì)摩擦和繩重F=$\frac{1}{n}$（G+G_輪）是關(guān)鍵．